Stavebně technický průzkum je důležitý krok předprojektové přípravy
Památková obnova katakomb Státního zámku Lednice
V rámci stavebních úprav zanedbaných interiérů a dokončení památkové obnovy katakomb Státního zámku Lednice bylo zásadním úkolem provedení sanace vlhkého zdiva, obnova omítek a podlah a opravy odvodňovacích štol a kanálů. Tento článek pojednává o velmi důležitém kroku předprojektové přípravy, tedy provedení stavebně technického a vlhkostního průzkumu.
1. Úvod
Památková obnova katakomb státního zámku Lednice probíhá již od roku 2004 po dílčích etapách včetně obnovy historických skleněných světlíků a vlastní rekonstrukcí vrchní terasy a navazuje na památkovou obnovu Palmového skleníku, která je již dokončena. Zámecký skleník spolu s terasou a katakombami navazuje na východní křídlo lednického zámku a vytváří předěl mezi parterovou a přírodně krajinářskou částí zámeckého parku. Zámek Lednice spadá pod správu Národního památkového ústavu. Řadí se k nejvýznamnějším památkám vrcholného romantismu na území Česka a v prosinci 1996 byl zapsán v rámci celého Lednicko-valtického areálu do seznamu světového a kulturního dědictví UNESCO.
Investorským záměrem v roce 2012 již velmi zanedbaných interiérů, bylo dokončení památkové obnovy katakomb, které spočívají ve stavebních úpravách podzemních prostor katakomb a objektu výtahové šachty popelového výtahu tak, aby mohly být prostory v budoucnu využívány účelněji. V rámci stavebních úprav bylo zásadním úkolem provedení sanace vlhkého zdiva, obnova omítek a podlah a opravy odvodňovacích štol a kanálů. Současně projekt zahrnoval drobné dispoziční změny související se zřízením WC v prostoru pod skleníkem a obnovu fasády severního průčelí katakomb. Tato stať pojednává o velmi důležitém kroku předprojektové přípravy, tedy provedení stavebně technického a vlhkostního průzkumu.
2. Současný stav objektu
Obr. 1 Pohled na katakomby a navazující Palmový skleník
V době průzkumných prací v září 2012 byl prostor katakomb částečně využíván jako bar s občerstvením s venkovním posezením před katakombami, z části pak pro účely skladování. Vlhkostní stav objektu včetně sekundárních projevů biotického napadení stavebních konstrukcí, vysoké relativní vlhkosti, lokálních poruch a dalších aspektů bohužel neumožňoval využívat prostory katakomb aktivněji s jejich možnou prezentací veřejnosti. Především vizuální hledisko projevů vlhkosti a biokoroze bylo alarmující. Při pohledu na stávající stav bylo nezbytné detailní seznámení se s konstrukcemi daných prostor, tedy přilehlého schodiště spojujícího katakomby s Palmovým skleníkem, vrchní úrovně rekonstruované terasy z roku 2007 se skleněnými světlíky, přilehlého původního popelového výtahu a také průběžného odvodňovacího kanálu (klenuté štoly) pod okolním terénem, navazujícím na terasu nad katakombami.
3. Stavební konstrukce a aspekty ovlivňující vlhkostní stav objektu
3.1. Terasa se světlíky s odvodněním
Obr. 2 Pohled na terasu se skleněnými šupinovými světlíky směrem k Palmovém skleníku
Plochá, jednoplášťová střecha katakomb, se využívá jako terasa (Obr. 2). Terasa na západní straně přímo navazuje na objekt skleníku, na východní straně asfaltový povrch terasy přechází ze střechy katakomb na přilehlý terén, kde je zakončena obloukem s kamennými schodišťovými stupni. Terasa je lemovaná původním kamenným zábradlím s litinovou výplní. Povrch terasy nad katakombami je z litého asfaltu se skleněnými šupinovými světlíky a odvodňují ho čtyři vpusti v rozích. Voda ze dvou východních vpustí je odvedena litinovým potrubím na dno štoly pod nimi (obr. 5). V jihozápadním rohu pod vpustí se nachází cihelná šachta odvodněná do cihelného kanálu. Zdivo této šachty se rozpadá a dešťová voda prosakuje do okolního zdiva a na klenby katakomb (obr. 3). Způsob odvodnění severozápadní vpusti není známý [1].
Obr. 3 Cihelná šachta pod vpustí zaústěná do kanálu, zdivo se rozpadá a dešťová voda prosakuje do okolního zdiva a kleneb
Obr. 4 Spáry, kterými se může dostávat voda do stropních konstrukcí i zdiva, vznikly při okrajích asfaltového povrchu terasy a mezi okolními konstrukcemi (zábradlí, schodiště, ozdobné prvky atd.
V rámci rekonstrukce terasy katakomb v roce 2007 bylo provedeno nové souvrství včetně hydroizolace, tepelné izolace s nášlapnou spádovou vrstvou z litého asfaltu a s povrchovou úpravou vsypem z mramorové drtě. Vlivem teplotních změn a ročních období však došlo ke vzniku spár při okrajích asfaltového povrchu terasy (obr. 4) a mezi okolními konstrukcemi (zábradlí, schodiště atd.).
Kolem světlíků došlo taktéž ke vzniku spár a následně k oddělení izolace z bitumenových pásů. Lokálně je poškozeno i oplechování. Spárami pak může docházet k zatékání do stropních konstrukcí. V ploše terasy katakomb jsou provedeny dilatační spáry. Současně jsou viditelné i spáry samovolně vzniklé vlivem teplotních změn. Srážková voda vniká taktéž konstrukčními detaily v místech, kde dochází ke styku konstrukcí, jež byly provedeny nově a těmi, co zůstaly stávající bez rozebrání (kamenná schodiště okolo horní terasy a jejich vzájemné styky). Dešťové vpusti z horní terasy jsou zaneseny nečistotami, napojení do odvodňovacího kanálu (štoly) není zcela funkční a ovlivňují tak značně lokální projevy (průsaky) vlhkosti na konstrukcích 1. PP. Vzhledem k půdorysné ploše terasy je jejich počet nedostatečný.
3.2. Odvodňovací kanál (štola)
Obr. 5 a 6 Zaústění dešťové vpusti terasy do odvodňovacího kanálu, lokální koncentrace srážkové vody s projevy průsaku v interiéruPod terénem za jižní a východní stěnou katakomb a podél oblouku terasy probíhají nízké chodby zděné z plných cihel (odvodňovací kanály) zaklenuté segmentovými případně kruhovými klenbami. Dna kanálů a štol jsou z cihelné dlažby nebo betonové mazaniny a jsou vyspádované do cihelné kruhové šachty (studny), v jejímž kamenném dně je odvod vody do cihelných kanálů pod podlahou katakomb.
Do odvodňovacích kanálů jsou zaústěny tři dešťové vpusti v ploše terasy. Odvodňovací kanály mají sloužit k odvádění povrchové srážkové vody z terasy, ale s největší pravděpodobností mají i větrací funkci. Pod východní půlobloukovou částí terasy jsou ještě další dvě chodby, jedna v podélné ose terasy, druhá okolo části obvodového oblouku. Dna kanálů a štol jsou zanesena naplaveným materiálem, který zpomaluje odtok vody. Technický stav kanálů zejména v jihozápadní části je havarijní. Pokleslé dno kanálu způsobuje hromadění vody, která následkem zmrazovacích cyklů působí destrukci okolního zdiva. Došlo zde k rozevření klenby (obr. 8) a hrozí zborcení kanálu a zábradlí, které nese. Mimo působení vody je kanál poškozován prorůstáním kořenů blízkého stromu (obr. 7).
Obr. 7 Poškození kanálu prorůstáním kořenů stromu
Obr. 8 Pokleslé dno kanálu a rozevření klenby – havárie
Obr. 9 Rozpad zdiva a kumulace vody v odvodňovacím kanálu
3.3. Lví fotnána – barokní přívod pramenité vody s odvodem kanálky pod podlahou
Na rozhraní katakomb a skleníku (v jihozápadním rohu terasy) je dle vyjádření investora proveden z nespecifikovaného místa barokní přívod pramenité vody dřevěným nebo olověným potrubím pravděpodobně kolmý na jižní obvodovou stěnu do lví fontány katakomb (obr. 10).
Obr. 10 Lví fontána, přívod vody do kašny, JZ roh objektu, extrémní zavlhčení i vlivem vpusti terasy a destrukce šachty (viz obr. 3)
Odvod vody z kašny „lví fontány“ je řešen kanálkem pod podlahou vyhloubeným pravděpodobně v rostlém jílu. Úzký kanálek krytý cihlami probíhá podélně pod podlahou jižní lodě katakomb a před kašnou se stáčí severním směrem. V těchto místech je však již proveden z cihelného zdiva se zaklenutím a ústí do něj i voda ze studny, která svádí vodu z odvodňovacích kanálů při jižní a východní straně terasy. Dno kanálků je výrazně zaneseno hlínou a pískem (obr. 11). O tom, že dochází k jejímu prosakování z důvodu netěsnosti, svědčí i výrazně vlhčí cihelné podlahy v místech, kudy prochází (obr. 12).
Obr. 11 a 12 Odvod vody kanálkem v jílové vrstvě pod podlahou, vizuální vlhčí podlaha v místě trasy kanálkuV rámci kopaných sond ve vnitřním prostoru budovy byla v hloubkové úrovni cca 0,3–0,5 m pod podlahou zjištěna pod úrovní podlahy ustálená hladina vody. Z hlediska původu této vody se jedná právě o vody kumulované pod konstrukcí cihelné podlahy, kdy původ je pravděpodobně průsakem z poškozených cihelných odvodňovacích kanálů, nacházejících se pod stávající podlahou.
Jak vyplynulo ze sondážních prací, vlastní objekt katakomb je založen na prachovitých jílech neogenního podloží o pevné konzistenci. Z hlediska propustnosti se jedná o nepropustné zeminy (izolátor), kdy tato skutečnost v podstatě zabránila větším negativním dopadům na podzákladí v důsledku nedokonalého odvodu vod z prostoru budovy.
3.4. Ostatní činitelé ovliňující stav vlhkosti
3.4.1. Zahradní rozvody vody
Obr. 13 a 14 Ze zahradního rozvodu vody dochází k výrazným únikům podél kanalizačního kanáluPodél odvodňovacího kanálu jižní obvodové stěny je veden zahradní rozvod vody, kterým dochází k výrazným únikům vody vlivem netěsností při zavlažování, voda pak protéká přes klenby kanálu. Vlhkost z tohoto rozvodu zásadně ovlivňuje zdivo odvodňovacího kanálu a následně pak i zdivo a klenby katakomb.
3.4.2. Průběžný kanál Palmového skleníku
Obr. 15 K zatékání může docházet i z kanálu blízkého Palmového skleníku
Vlhkost západní obvodové stěny směrem ke skleníku je pravděpodobně ovlivňována i zatékáním z průběžného kanálu pod prostory skleníku v 1. NP, kde se směrem k terase na jejich dně hromadí voda (pravděpodobně již dlouhodobě, neboť v ní žijí i ryby). Nejnižší místo je pravděpodobně v místě vedle studánky (nalevo od schodiště do skleníku).
3.4.3. Okolní terén
Obr. 16 Nevhodně spádovaný terén okolních ploch, dochází ke kumulaci vody při patě zdiva, kterou následně vniká ke konstrukcím objektu
Při jižní straně terasy a obvodové stěně ve styku s přilehlým pórovitým prostředím dochází ke vsakování vlhkosti z horní úrovně terénu do podloží a následně obvodových konstrukcí. Terén zahrady a pochozích ploch je spádován směrem k objektu, případně je spád minimální směrem od objektu. Při větších deštích dochází ke kumulaci srážkové vody ve vrchní části zdiva a klenbách. Taktéž při severní straně katakomb v 1. PP je okolní terén místy výrazně spádován k objektu. Současně i některé konstrukce, např. schodišťové stupně na terase mají opačný spád směrem ke skleníku. Nevhodně spádovaný terén a konstrukce tedy přivádějí srážkovou vodu k objektu a znásobují tak již značně zavlhlé zdivo a klenby.
4. Průzkumné práce
Obr. 16 Památková obnova katakomb, Státní zámek Lednice – půdorys 1. PP – vlhkostní průzkum
4.1. Vlhkost a salinita zdiva
Pro metodiku měření a hodnocení vlhkosti zdiva byla zvolena kromě standardní destruktivní metody s odběrem vzorků a jejich vyhodnocením v laboratoři gravimetrickou metodou, také metoda doplňková nedestruktivní pomocí mikrovlnného měření technologií MOIST. Doplňkové měření touto technologií nám umožňuje zjištění vlhkosti zdiva s výstupy měření v ploše, které jsou schopny lokalizovat například lokální poruchy, které by nebylo možné právě gravimetrickou metodou zjistit. Na zkoumaném objektu, tedy zdivu a klenbách bylo provedeno celkem 9 zkušebních míst, kde v 1–4 výškových úrovních nad podlahou, případně i v klenbách, byly trubkovým sekáčem odebrány zkušební vzorky zdiva (cihel a zdící malty) u zdiva cca 10 cm od líce zdiva, u kleneb pak v hloubce cca 3 cm a 15 cm. Na takto získaných vzorcích byla gravimetrickou metodou zjištěna skutečná hmotnostní vlhkost v %. Současně u tří vzorků zdiva (malty v ložné spáře) z hloubky cca 3 cm byl proveden rozbor salinity se zaměřením na nejvíce škodlivé výkvětotvorné soli (chloridy, dusičnany a sírany) a stanoveno pH.
Obr. 17 Grafické znázornění rozložení vlhkosti v místě bodového průsaku vody (hloubkové měření technologií MOIST do hloubky cca 25 cm)4.2. Vnitřní mikroklima – termovizní měření
Obr. 18 Termovizní snímky – měření povrchových teplot stěn a rozdílů teplot v návaznosti na tepelné mosty, tedy lokální poruchy či zvýšené vlhkosti
V rámci průzkumných prací bylo prováděno měření termovizní kamerou pro zjištění, zda dochází v interiéru k tvorbě rosných bodů a tedy zda povrchové úpravy jsou degradovány i působením kondenzační vlhkosti. Rosný bod vzniká z důvodu vysoké relativní vzdušné vlhkosti, nízké teploty vzduchu a nedostatečné tepelné izolace svislých konstrukcí – nízká povrchová teplota (chladné stěny). V rámci průzkumných prací bylo prováděno měření termovizní kamerou, a to měření povrchových teplot stěn a rozdílů teplot v návaznosti na tepelné mosty, tedy lokální poruchy či zvýšené vlhkosti. Termovizní kamerou lze posuzovat i vliv kondenzace vzdušné vlhkosti v prostoru interiéru – zda dochází na konstrukcích k tvorbě rosných bodů. Pomocí termovizní kamery je možné snadno a rychle odhalit chyby ve stavebních konstrukcích, mimo jiné nalézt místa s nebezpečím kondenzace vzdušné vlhkosti, tedy vzniku rosných bodů z důvodu vysoké relativní vzdušné vlhkosti, nízké teploty vzduchu a nedostatečné tepelné izolace svislých konstrukcí – nízká povrchová teplota (chladné stěny). Na základě výstupů z měření termovizní kamerou bylo zjištěno, že v prostorech katakomb docházelo v době provádění průzkumných prací lokálně k tvorbě rosného bodu na konstrukcích a tím vzniku kondenzační vlhkosti na povrchu stěn, a to především na konstrukcích západní obvodové stěny v místech extrémního zavlhčení. Na kondenzační vlhkost nám poukazuje i výskyt biokoroze na obvodových stěnách a klenebních konstrukcích.
4.3. Biotické napadení stavebních konstrukcí
Obr. 19, 20 a 21 Rozsáhlé pokrytí vnitřních konstrukcí mikroskopickými houbami, mechy, lišejníky
Při mikrobiologickém průzkumu bylo zjištěno rozsáhlé pokrytí vnitřních stěn a kleneb (obr. 19–21). Na několika místech je nárůst masivní. Byl zjištěn výskyt mikroskopických dlouhovláknitých hub (plísně) a mechů. V případě plísní se jedná o směsici nejčastěji se vyskytujících plísní, které se vyskytují ve vlhkém vnitřním prostředí. Bez laboratorní kultivace nebylo možné přesně určit obsažené druhy, ani jejích poměrné zastoupení. Hlavním předpokladem jejich výskytu je zvýšená vlhkost podkladu, nebo zvýšená relativní vlhkost ovzduší. Většinu stavebních materiálů nepoškozují. V některých případech, především při výskytu na materiálech obsahujících organické látky, mohou spoluvytvářet podmínky vhodné pro následný atak dřevokaznými houbami. Spóry plísní si udržují klíčivost i desítky let, nárůst (mycelium) nepřežívá delší vysušení. Likvidace těchto mikroorganismů je možná fyzikálně (teplem), nebo chemicky prostřednictvím různých dezinfekčních přípravků. Co se týče mechů a lišejníků, je jejich výskyt v interiérech méně častý. Ke svému růstu potřebují obdobné podmínky, jako plísně. Na rozdíl od nich však snášejí i vyšší proudění vzduchu. Jejich negativní vliv na stavební materiály, především anorganického původu, je dán schopností prorůstat do hloubky a svým kořenovým systémem v nich postupně vytvářet trhliny. K likvidaci se využívá obdobných postupů, jako u plísní.
5. Návrh koncepce sanačních a stavebních opatření
Obr. 22 Teplotní pole – modelace a predikce povrchových úprav při stanovení mezních hodnot
Při návrhu stavebních opatření a technologií na sanaci vlhkého zdiva jsme vycházeli ze skutečnosti, že pro sanaci vlhkosti bude nutno volit takové technologické postupy, které by zajistily spolehlivost provedení a jejich účinnost a zároveň by respektovaly různorodý charakter a materiálové složení konstrukcí budovy v návaznosti na Palmový skleník a terasu katakomb. Současně je nezbytné respektovat historickou hodnotu daného objektu. Navrhovaná řešení sanace vlhkého zdiva historického objektu musí splňovat požadavky investora na funkčnost a dlouhodobost řešení, jež jsou zároveň limitovány požadavky orgánů státní památkové péče na maximální zachování a obnovení původních historických konstrukcí a prvků. Základním předpokladem úspěšné sanace vlhkosti je odstranění zdrojů vlhkosti, případně jejich minimalizace a to formou nejen sanačních, ale i zásadních stavebních opatření.
6. Závěr
Stavebně technický průzkum z hlediska vlhkosti byl proveden jako výchozí podklad pro projektovou dokumentaci „Památková obnova katakomb státního zámku Lednice“, a to převážně pro řešení odvlhčení objektu, které představuje podstatnou část návrhu v kombinaci se stavebními opatřeními. V rámci projektové dokumentace zpracovávané v roce 2002 byl mimo jiné již proveden přibližný vlhkostní průzkum, který však principiálně pouze konstatoval, že zdivo objektu je „vlhké“ bez jakýchkoliv poznatků o příčinách a důsledcích vzniku vlhkosti s návrhem pouze vnitřního utěsnění objektu. Tímto bychom chtěli poukázat na nezbytnost provádět důsledný stavebně technický a vlhkostní průzkum, který dokáže odhalit veškeré zásadní příčiny a důsledky vzniku vlhkosti pro odpovídající navrhované řešení odvlhčení stavby. V současné době se průzkumné práce v oblasti sanací vlhkého zdiva již nemohou zaměřovat jen na mapování míry vlhkosti a salinity, ale i na vlhkost vnitřního prostředí s predikcí chování konstrukcí v budoucnosti. Pokud se z různých důvodů, ať finančních nebo časových, nedostane kvalitních výsledků průzkumu v širších souvislostech, celé řešení od projektu do realizace může být chybné. Zvláště u objektů významného charakteru by se tato část procesu rekonstrukce neměla podceňovat. Vlhkost vzniká z mnoha příčin a jejich důsledná analýza minimalizuje škody, které mohou nenávratně poškodit významné stavební prvky nebo je řešení v zásadě zcela neekonomické. Zároveň je nutno brát v úvahu i to, jak se navržené řešení bude chovat v nových podmínkách a užívání. Důsledky mohou být takové, že škody vzniklé z chybného odhadu příčin a chybného návrhu řešení, se projeví vícepracemi v rámci realizace stavby, tím pádem vyšším finančním zatížením, nebo následnou poruchou, která znamená záruční reklamaci nebo další stavební opravný zásah.
Literatura
- [1] Projektová dokumentace pro provádění stavby a výběr dodavatele, zpracovatel – generální projektant: TIPRO projekt s.r.o., Kytnerova 16/21, 621 00 Brno, projektant části sanace vlhkého zdiva: Ecrypt SE, Na Maninách 1424/23, 170 00 Praha 7
- [2] PAMÁTKOVÁ OBNOVA KATAKOMB STÁTNÍ ZÁMEK LEDNICE, protokol o vlhkostním průzkumu zpracovaný firmou Ecrypt SE, září 2012
The basement of a castle greenhouse, so called catacombs, and a terrace with air shafts above them are located to the east by the Palm greenhouse of a state castle Lednice and they are connected with it. Catacombs used to serve as depositaries for storing plants from castle park in a period of winter month. Preservation of greenhouse’s catacombs began in 2004 and was carried out in phases till the end of 2007 when the work was interrupted. In 2012 the investor decided to proceed to finish the second part of a planned reconstruction connected with a reconstruction of basements under the greenhouse terrace. The vital part under the project documentation is also dealing with a rehabilitation of damp masonry including necessary constructional and technical research with respect to dampness and its elimination.
