Vlhkost zdiva je častým problémem, zejména u starších objektů, který může mít negativní dopad jak na trvanlivost stavby, tak na komfort a zdraví vnitřního prostředí. Někdy poznáme vlhkost na zdivu celkem jednoduše, buďto pohledem nebo dotykem na zeď. Někdy se ale vlhkost na pohled a dotek projeví až po čase, kdy se první nenápadné příznaky, jako jsou malé, postupně se zvětšující skvrnky vlhkosti projeví důrazněji. Vlhkost zdivu nesvědčí, stejně tak jako nesvědčí lidskému zdraví, jelikož ve vlhkém prostředí se snadno množí houby nebo plísně. Měření vlhkosti zdiva je nutné provést například před zateplením fasády či provedením vnitřních obkladů stěn, ale také pro včasné odhalení problému a minimalizaci nákladů na opravu.
Je třeba odlišovat vlhkost vzduchu a vlhkost zdiva. Zatímco vzdušnou vlhkost je vhodné udržovat mezi 40 a 60 %, vlhkost na povrchu zdiva je problém. Pro obvodové zdivo v nadzemních částech budovy, ale také příčky ve sklepech nebo suterénních prostorách se hodnoty udávané pro zdravé zdivo pohybují okolo 3 - 4 % váhové vlhkosti.
Pro měření vlhkosti zdiva existuje několik metod, které v zásadě rozdělujeme na metody přímé a nepřímé. Měřením vlhkosti zdiva se zabývá Směrnice WTA 4-11 ve znění z roku 2016 a ČSN P 73 0610.
Přímé metody měření vlhkosti
Pomocí přímé metody lze určit skutečné množství vody obsažené v materiálu. Při tomto měření je voda z materiálu vždy odstraněna - extrakcí nebo vysušením a následně vyhodnoceno její množství v odebraném vzorku. Vzorky materiálu musí být odebírány ze zdiva po odstranění omítky, a to v jedné ose ve třech výškách a třech hloubkách (0 až 2 cm, 2 až 4 cm a 5 a více cm) v každé výšce.
Hmotnostní metoda (gravimetrická)
Je nejpřesnější metodou, jejíž princip je následující: Ze zdiva se v příslušných místech odeberou vzorky z hloubky minimálně 100 mm. Ty se následně v laboratoři zváží. Poté se vysuší a znovu zváží. Z hmotností vlhkého a suchého vzorku se následně podle vztahu určí hmotnostní vlhkost zdiva. Hmotnostní metoda se využívá také pro kalibraci přístrojů níže uvedených metod, které měří vlhkost zdiva nepřímo.
Čtěte také: Srovnání stříkané izolace a její klíčové parametry
Postup měření pomocí digitálního analyzátoru vlhkosti OHAUS MB23, kterými jsou vybaveni kvalifikovaní technici, je následující: V prvním kroku se odvrtá několik vzorků zdiva z hloubky zhruba 5 a více centimetrů. V této hloubce je vlhkost konstantní a neměnná vzhledem k provozu objektu, užívání stavby nebo k ročnímu období. Pro budoucí referenci si místo vrtu změříme výškou i vzdáleností od nejbližšího pevného bodu. Tento záměrný kříž zapsaný v protokolu měření zaznamená místo odběru vzorku a při kontrolním měření se přesně ví, kde se měřilo poprvé. K vrtání je potřeba dodat, že se postupuje zásadně a maximálně šetrně: Vrtá se malými průměry vrtáku (cca do 10-12 mm), takže nedojde k žádnému poškození povrchů zdiva. Používají se profesionální detektory kovu, elektrického vedení aj. pro určení bezpečného místa pro vrty. Vzorek v hmotnosti pohybující se v rozmezí 1,5 g - 10 g se vloží ke změření do analyzátoru OHAUS MB23. Přístroj na měření vlhkosti během několika pár minut začne tento vzorek postupně vysušovat, přičemž teplota se postupně zvyšuje z běžných pokojových podmínek až na konečných 130 °C. Po uplynutí několika minut měřící přístroj zkombinuje zachycenou vlhkost s poměrem váhy vlhkého a suchého materiálu a posléze automaticky vypočítá váhovou vlhkost v jednotkách procent. Celý proces měření vlhkosti v domě se vším všudy může zabrat něco mezi půlhodinou až třemi hodinami, přičemž vždy záleží na konkrétních prostorech.
CM metoda (Carbide-Method)
Tato metoda je založena na principu chemické reakce vody s karbidem vápníku. Její výhodou je, že umožňuje poměrně rychlé stanovení vlhkosti přímo na stavbě. Měřicí souprava sestává z ocelové tlakové lahve s manometrem, váhy a dalšího příslušenství.
Postup měření je následující: Po odběru vzorku se provede jeho zvážení a následně se vloží do tlakové lahve. Do lahve se přidá skleněná ampulka s karbidem vápníku a ocelová kulička. Poté se láhev uzavře a po několik minut se s lahví třese. Ocelová kulička rozbije ampulku s karbidem vápníku. Karbid vápníku pak reaguje s vodou obsaženou ve vzorku zdiva za uvolnění acetylenu, jehož množství se měří. Po ustálení ručičky na manometru se odečte tlak v lahvi. Na základě hmotnosti vzorku a odečteného tlaku pak z tabulky zjistíme hmotnostní vlhkost. Doba měření včetně odběru vzorku činí přibližně deset minut.
Nepřímé metody měření vlhkosti
Nepřímé metody měření vlhkosti spočívají v pozorování hodnot, které mají vazbu na obsah vody v materiálu, například pohlcování vysokofrekvenčního záření, elektrická vodivost nebo šíření ultrazvukových vln. Nejjednodušeji a nejrychleji lze vlhkost ve zdivu změřit různými vlhkoměry, určenými pro toto použití. Vlhkoměr pro měření vlhkosti zdiva nebo též dřeva, je většinou kapesní přístroj s hroty, které se zapichují do měřeného materiálu. Hodnota vlhkosti zdiva se zobrazí přímo na displeji.
Elektrické metody
Elektrické metody jsou založeny na měření elektrických veličin, které ovlivňují vlhkost materiálu. Používají se především:
Čtěte také: Rozsah dokumentace pro dopravní projekty
- metoda kapacitní,
- metoda odporová.
Elektrické metody se používají především pro rychlé orientační určení vlhkosti zdiva a pro stanovení hranice mezi plochami o nízké a zvýšené vlhkosti.
Kapacitní metoda
Kapacitní metoda je založena na principu měření kapacity kondenzátoru. Hodnota této veličiny se totiž s vlhkostí zdiva mění. Princip kapacitního měření vlhkosti je založen na funkčním principu kondenzátoru. Po napojení systému ke zdroji napětí kondenzátor vytváří elektrické pole mezi dvěma kondenzátorovými deskami. Kapacita (C) je schopnost kondenzátoru ukládat náboj (jako funkce napětí) (jednotka: Farad). Tato kapacita kondenzátoru (C) závisí na ploše jeho desek (A), vzdálenosti mezi nimi (D) a permitivitě izolačního materiálu - dielektrika (ε). V závislosti na izolačních vlastnostech dielektrika dochází k odlišné relativní permitivitě (εr). Permitivita charakterizuje propustnost materiálu pro elektrická pole. Vzdálenost desek (D) a povrchu kondenzátoru (A) je v kapacitním senzoru vlhkosti vždy konstantní. Konstantní je též permitivita vakua (ε0). Jedinou proměnnou tak zůstává relativní permitivita měřeného média - dielektrika (εr).
Voda má relativní permitivitu (εr) asi 80 (za normálních podmínek okolního prostředí), zatímco mnoho sypkých materiálů má relativní permitivitu (εr) v rozmezí mezi dvěma a deseti. Metoda měření kapacitní vlhkosti materiálu je velmi univerzální a flexibilní. Výhodou kapacitní metody, resp. elektrických kapacitních vlhkoměrů, je, že okolní teplota a obsah solí ve zdivu mají na výsledky měření malý vliv. U nízkých hodnot vlhkosti (cca do 6 %) vykazuje tato metoda také poměrně velkou přesnost. U vyšších vlhkostí pak přesnost klesá, což je nevýhodou kapacitní metody. Na přední straně senzoru vlhkosti je kondenzátor rozptylového pole, obvykle chráněný ochrannou destičkou, který vytváří elektrické pole. Měřený materiál nyní prochází elektrickým polem před čidlem vlhkosti. Výsledkem je ovlivnění rozptylového pole kondenzátoru. Intenzita pole a následně také hloubka měření elektrického pole do značné míry závisí na velikosti kondenzátoru rozptylového pole a materiálu, který má být měřen, stejně jako na jeho objemové hustotě. Další výhodou kapacitního měření vlhkosti ve stěnách nebo zdivu je, že vlhkost lze měřit až do hloubky 4 - 5 centimetrů. Princip měření však dosahuje svých limitů v sypkých materiálech s vysokou vodivostí (např. kovy). Zde měření vlhkosti na základě kapacitního principu provádět nelze.
Odporová metoda
Odporová metoda je založena na principu měření elektrického odporu vlhkého zdiva. Hodnota této veličiny se totiž s vlhkostí zdiva mění. Zařízení na měření odporu je vybaveno dvěma elektrodami, které se vkládají do materiálu pro měření elektrického odporu. Protože voda vede elektřinu, čím je stěna vlhčí, tím je odpor nižší. Tato metoda měření je vhodná pro omítku, potěr nebo dřevo. Nevýhodou je, že pro elektrody jsou dvě malá místa vpichu a měří se pouze povrchová vlhkost. Multimetr je v podstatě odporový měřič a naměřený nízký odpor se interpretuje jako vysoká vlhkost. Nicméně měření vlhkosti zdiva multimetrem silně zkresluje zasolení. Pokud jde o odporovou metodu, resp. elektrické odporové vlhkoměry, poskytují tyto přístroje poměrně přesné výsledky u nezasoleného zdiva.
Mikrovlnné metody
Mikrovlnné měřicí zařízení jsou vybavena elektrodami, vysílajícími více či méně koncentrované svazky mikrovln. Sondy v elektrodě zachycují odražené mikrovlny a odečítají vodou absorbované záření jako přepočet hodnoty vlhkosti v nastaveném měřeném materiálu. Mikrovlnný proces patří do kategorie dielektrického měření vlhkosti. Dielektrické procesy měření spočívají na vynikajících dielektrických vlastnostech vody. Voda je polární molekula s excentrickým těžištěm, proto se molekula vody ve vnějším silovém poli nastavuje do výhodné polohy, je polarizovatelná. Je-li vloženo elektromagnetické střídavé pole, pak začnou molekuly rotovat v souladu s frekvencí pole. Dielektrický efekt je u vody tak silný, že DK vody činí asi 80. DK většiny pevných látek včetně stavebních materiálů je podstatně menší, leží v oblasti 2-10. Měří se tedy rozdíl mezi DK vody a DK materiálu. Se zvyšující se frekvencí vloženého vnějšího elektromagnetického pole dochází k narušení vnitřních vazebních sil složených molekul vody, tedy molekul vody, které se nachází ve strukturách zdiva. Vzniká jistý druh vnitřního tření nebo jinak řečeno dielektrické ztráty. Při dostatečně vysokém vyzářeném výkonu dochází k zahřátí. Na základě tohoto fyzikálního jevu, který využívají speciální měřící přístroje, jsme schopni detekovat, zdali je zdivo zcela bez vlhkosti či nikoli. Mikrovlnné vlhkoměry MOIST jsou naladěny na rezonanční kmitočet vody. Vlhkoměr vysílá do měřeného materiálu rádiové vlny na mikrovlnném kmitočtu. Podle obsažené vlhkosti dochází k odrazu těchto rádiových vln. Vlhkostní sondy se liší podle konstrukce antény, čímž jsou také dány různé možnosti hloubky měření. Sondy měří do hloubky až 40 cm. Přístroje MOIST obsahují strukturovanou paměť s možností snadného vytvoření vlhkostní mapy. Nejprve je vertikálně a horizontálně zadán počet bodů. Následně se velice rychle přikládá sonda a poté se stiskne tlačítko pro zaznamenání hodnoty. Mikrovlnný vlhkoměr materiálů MOIST 210 je unikátním přístrojem pro nedestruktivní měření vlhkosti materiálů do hloubky až 80 cm. Díky vyhodnocovacímu softwaru a zaznamenání sítě bodů je možné v počítači vytvořit vlhkostní mapu. Paměť přístroje má kapacitu 2.000 naměřených hodnot. Mikrovlnný vlhkoměr materiálů MOIST 350 je unikátním přístrojem pro nedestruktivní měření vlhkosti materiálů do hloubky až 80 cm. Díky vyhodnocovacímu softwaru a zaznamenání sítě bodů je možné v počítači vytvořit vlhkostní mapu. Přístroj a sondy vysílají mikrovlnné záření do měřeného materiálu. Voda obsažená v materiálu má vysoký útlum tohoto rádiového záření a tím je možné velice přesně měřit jeho vlhkost.
Čtěte také: Metody měření vlhkosti betonu
Klasifikace vlhkosti zdiva dle ČSN P 73 0610
Vlhkost zdiva je klasifikována podle normy ČSN P 73 0610 následovně:
| Vlhkost (u v %) | Klasifikace |
|---|---|
| u < 3.0 | vlhkost velmi nízká |
| 3.0 ≤ u < 5.0 | vlhkost nízká |
| 5.0 ≤ u < 7.5 | vlhkost zvýšená |
| 7.5 ≤ u < 10.0 | vlhkost vysoká |
| 10.0 < u | vlhkost velmi vysoká |
Zasolení zdiva a jeho vliv na měření vlhkosti
Zasolení zdiva představuje významný faktor, který může ovlivnit výsledky měření vlhkosti a celkovou integritu stavebních materiálů. Jedná se o zjištění množství hygroskopických vodorozpustných solí obsažených ve zdivu. Tyto soli působí škodlivě na zdivo a omítky následujícími způsoby:
- Krystalizací: Ke krystalizaci solí začíná docházet tehdy, když jejich koncentrace překročí hodnotu rozpustnosti. Krystaly postupně vyplní prostory pórů a začínají vytvářet tlak na jejich stěny. Krystalické tlaky nabývají vysokých hodnot, čímž dochází k destrukci omítek a zdiva.
- Hydratací: Některé soli jsou schopny v krystalové mřížce vázat pouze určitý počet molekul, čímž se vytvářejí tzv. hydráty. Při hydrataci taktéž dochází k objemovým změnám solí a k vývinu značných hydratačních tlaků (řádově také v desítkách až stovkách MPa), čímž dochází k destrukci omítek a zdiva. Proces hydratace je závislý na teplotě a relativní vlhkosti okolního vzduchu. Z tohoto důvodu jsou nejvíce nebezpečné soli, u kterých k hydrataci dochází při obvyklých teplotách venkovního či vnitřního prostředí. Konkrétně se jedná o síran sodný, uhličitan sodný a dusičnan vápenatý.
- Hygroskopickou nasákavostí: Hygroskopické soli také mají schopnost přijímat vodní páru ze vzduchu a zadržovat ji v kapalné formě, čímž se zvyšuje rovnovážná vlhkost zdiva, a to někdy i velmi výrazně. Tato skutečnost pak může mít za následek, že ani po provedení technicky správných a účinných opatření proti vzlínání vody z podloží nemusí být dosaženo požadovaného vyschnutí zdiva nad hydroizolační clonou.
Hygroskopické soli kromě destruktivních účinků způsobují také neestetické výkvěty (bílé, nebo lehce zbarvené povlaky) na omítkách. Ty jsou tvořeny tuhými solemi, které se napovrch dostaly v důsledku vzlínání vody. Mezi hygroskopické soli, které poškozují zdivo, patří chloridy, sírany a dusičnany. Zdroje těchto solí mohou být například následující:
- chloridy: sůl použitá pro posyp komunikací v zimním období, mineralizovaná podzemní voda atd.
- sírany: chemická hnojiva, zásypy škvárou obsahující síru, znečištěné ovzduší, mineralizovaná podzemní voda atd.
- dusičnany: rozklad organických látek (únik vody z kanalizace, stáje, hřbitovy), chemická hnojiva apod.
Pro účel zjištění salinity zdiva se odebírají vzorky zdicích prvků z různých míst. Vlastní určení obsahu solí se provádí v laboratoři. Podle obsahu chloridů, síranů či dusičnanů se následně vyhodnotí stupeň zasolení zdiva, jehož klasifikace je uvedena v ČSN P 73 0610.
Limity a úskalí měření vlhkosti
Měření vlhkosti stavebních materiálů je často tzv. diagnostickým oříškem. Klasické vlhkoměry ve stavebnictví pracují na principu měření elektrických vlastností, jako jsou elektrický odpor nebo permitivita (měření kapacity mezi elektrodami). Tyto veličiny jsou sice velmi závislé na obsažené vlhkosti, ale také na konkrétním složení daného materiálu. Co však není možné ovlivnit a zohlednit u tohoto typu měřicích přístrojů je zasolení. Soli se do stavební konstrukce dostávají zpravidla vzlínáním vody, která tyto soli obsahuje a její následné odpařování z povrchu. Soli však v materiálu zůstávají. Další nevýhodou klasických vlhkoměrů je, že měření vlhkosti je zde možné detekovat pouze do malé hloubky, typicky několika centimetrů.
Jednoduché přístroje na principu vodivosti a kapacity lze snadno oklamat. Hodnoty, které přístroje uvádějí, jsou závislé velmi silně na množství sorbované vlhkosti na povrchu stavebního dílce, a velmi málo na vlhkosti pod vrstvou povrchové úpravy (omítky, obkladu). Kondenzační vlhkost se projeví na chladném podkladě, který se dostane do styku s vlhkým teplým vzduchem. Tento jev je patrný při měření v zimních měsících, kdy během měření naměřená vlhkost stoupá v místech, kde se pohybují osoby, nebo kam proniká teplý vlhký vzduch (řádově změny v procentech vlhkosti během několika minut měření). Vodorozpustné soli, ať již ve spojení s kondenzací, nebo vysokou vlhkostí vzduchu, zvyšují hodnoty rovnovážných (sorpčních) vlhkostí porézních materiálů. Přístroje mohou registrovat vyšší hodnotu elektrické kapacity, nebo vodivosti, než je reálný obsah vody. Nezřídka lze dojít k výrazně nižším naměřeným hodnotám, pokud se strhne povrchová vrstva nátěru nebo štuku na omítce a měření provede na obnaženém podkladu. Experimentem s vrstvou odpojeného cementového samonivelačního potěru se ukázala závislost na krystalické vodě v povrchové vrstvě. Předmětem byla cca 1cm vrstva ztuhlého potěru, uloženého po několik měsíců ve stabilním prostředí laboratoře. Zatímco horní plocha (původní vzdušný líc) ukazoval vlhkost kolem 3,7 % hm., původně spodní líc (odpojený od podkladu) vykazoval vlhkost 0,5 % hm. Po suchém obroušení horní plochy povrchu skelným papírem se naměřená hodnota přiblížila hodnotě na spodním líci (0,8 % hm.). Měřením dvou líců jedné, dlouhodobě uskladněné cihly, se prokázalo, že hladký a rovný líc vykazuje jinou, vyšší hodnotu elektrické kapacity než hrubý líc téže cihly. Také sanační omítka zkresluje naměřené hodnoty nedestruktivního měření. Průměrování povrchové vlhkosti („suché“) s podpovrchovou v omítce („suché“) a hloubkovou ve zdivu pod omítkou („vysoká“) vede k závěru, že vlhkost je nízká až zvýšená. Prouděním vzduchu dochází k rychlému prosychání povrchových vrstev omítek a zdiva. Na jedné straně je povrch zdiva při měření sušší, než na plochách, kolem kterých vzduch neproudí, ale na straně druhé v přesoušených vrstvách dochází k většímu transportu vody a krystalizaci solí. Tyto vrstvy jsou při měření sušší, než jiné, avšak silněji poškozené, než vlhké.
Praxe měření vlhkosti zdiva se v mnoha ohledech liší od teoretických doporučení norem, dílem pro složitost odběru vzorků, dílem pro bezradnost při výběru míst měření. Zcela chybí nějaké obecné doporučení, na kolika místech a v jakém rozsahu sledovat vlhkost zdiva, jeho povrchu i jeho jádra, aby výsledky byly porovnatelné a reprodukovatelné. Pro stanovení sanačních opatření při sanaci vlhkého zdiva je potřebné vycházet ze stavu konstrukce. Jedním z důležitých ukazatelů je jak úroveň zavlhčení zdiva („vlhkost zdiva“), tak i 3D rozložení vlhkosti ve zdivu. Zjištění rozložení vlhkosti, resp. takzvané čelo zavlhčení (hranice zvýšené a nízké vlhkosti) je klíčové.
Při destruktivním průzkumu, spojeném s odběrem vzorků ze zdiva, je jednoznačně požadován odběr z hloubek mezi 100 a 150 mm pod povrchem zdiva. Je zde stanoveno doporučení odebírat vzorky zdicího materiálu „ve svislých profilech v určitých výškách nad sebou“. Je doporučeno odebírat (v jednom profilu) vždy stejný druh materiálu, aby bylo možno ze stanovené vlhkosti usoudit na rozložení vlhkosti ve zdivu. Podkapitola nedestruktivní průzkum popisuje měřicí metody, známé v době publikování normy (rok 2000).
Prvním problémem je výběr místa odběru. Pokud se držíme znění ČSN, místo odběru má být buď „místem projevu vlhkosti“, nebo naopak „místem typického vlhkostního namáhání“. Místo projevu vlhkosti bývá patrné na povrchu zdiva (často se jedná o poškození omítky, nebo jejího nátěru). Místo poškození ovšem nezřídka nesouvisí s aktuálním stavem, aktuálním zatížením vlhkostí, ale někdejším, starším zatížením - například časově omezeným zatečením (poškození střechy, později opraveným, nebo havárií sítí, mezitím odstraněnou). Druhým kritériem dle ČSN je volba místa typického vlhkostního namáhání. Namáhání může být z vnějšího prostředí (zásypu, střechy, fasády, kanalizace, komunikace), vnitřního prostředí (sítě, vlhké provozy a jejich mikroklima), případně podloží stavby (vzlínající vlhkost, tlaková voda, vodní pára v zemním tělese). K výběru místa „typického namáhání vlhkostí“ je tedy třeba znát poměry uvnitř stavby, pod stavbou (včetně geologie) a kolem stavby, včetně půdních poměrů, znalosti historických úprav terénu a jeho profilace. V praxi se na stavbě ocitá průměrně zkušená osoba, na jejíž úvaze závisí výsledek průzkumu.
Destruktivní průzkum se v praxi omezuje na několik sad vzorků, náhodně odebraných ze zdiva v místech poškození, resp. jejich sousedství. Zřídka se vzorky z jednoho místa odběru odlišují na povrchové (např. omítka) a hloubkové (zdicí materiál, resp. ložná malta), spíše se jedná o směs (např. omítka + cihla). Vypovídací schopnost se omezí tedy pouze na zjištění, zda poškození souvisí s aktuálním vlhkostním stavem, nebo stavem, který již pominul. Velikost portfolia vzorků se řídí nejčastěji objednávkou - nezřídka je vzorků 3-5 z celé stavby o více podlažích a mnoha místnostech v patře. Výjimkou jsou podrobné průzkumy, popisující jednotlivé stěny podle orientace ve stavbě, polohy (vnitřní/obvodová) a studující vzorky v různých polohách nad podlahou/nad terénem vně a v různých hloubkách pod povrchem zdiva.
Volba bodů měření / odběru „podle míst projevů vlhkosti“ může vést k opomenutí konstrukčních zvláštností stavby. Bez provedení destruktivní sondy nelze často provedenou přizdívku objevit. Zdivo se na pohled jeví jako nepoškozené, suché, odezva přístroje je nízká. Pokud je přizdívkou opatřena jen jedna ze zdí, objeví se projevy vlhkosti na sousední zdi kolem místa styku. Nápadné změny poškození zdiva a vysoké hodnoty vedle nízkých indikují některý z typů izolace pod omítkou, nebo pod přizdívkou. Při destruktivním měření a odběrech materiálu je nutné odebírat z větší hloubky, než je tloušťka přizdívky (zpravidla 70 mm plus omítka).
tags: #měření #vlhkosti #staveb #principy #metody #rozsahy