Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta
Ústav nauky o dřevě
Bakalářská práce
Stavebně technický průzkum rodinného domu a návrh sanace krovu
BRNO 2005/2006
Hana Frydrychová
Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: „Stavebně-technický průzkum rodinného domu a návrh sanace krovu“ zpracovala sama a uvedla jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje bakalářská práce byla zveřejněna v souladu s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací.
Hana Frydrychová V Brně, dne: __________________
_______________________ podpis studenta
Poděkování Úvodem bakalářské práce bych ráda poděkovala svým rodičům, že mi umožnili studovat obor dřevařství, za jejich podporu v průběhu studia a při zpracování bakalářské práce. Dále bych chtěla poděkovat všem, kteří mi při jejím zpracování pomáhali svými radami, připomínkami i laboratorními výzkumy, především panu Ing. Jiřímu Holanovi PhD, paní RNDr. Šlezingerové, panu RNDr. Michalu Tomšovskému PhD a Ing. Elen Bobekové, což napomohlo tomu, že v dané podobě mohla vzniknout.
V Brně, dne: __________________
Stavebně technický průzkum rodinného domu a návrh sanace krovu Hana Frydrychová Abstrakt : Práce se zabývá stavebně-technickým průzkumem rodinného domu, kdy naším úkolem bylo posouzení stavu konstrukce krovu a návrh sanačních opatření. Rodinný dům, na který byla práce zaměřena nepatří mezi historické stavby, ale je určitým způsobem hodnotný, protože je už několik let součástí mého života. Základem bylo posuzování a hodnocení konstrukce z hlediska fyzikálních vlastností dřeva (vlhkost, zbarvení, textura, vůně dřeva) a mechanických vlastností dřeva (rychlost šíření zvuku dřevěným prvkem). Po vizuální (smyslové) metodě posouzení objektu bylo provedeno nedestruktivní měření pomocí přístrojů (arborsonic), které odhalilo poškozené prvky objektu. Klíčová slova: stavebně-technický průzkum (STP), konstrukce střechy, krov (krovová soustava), krokev, vaznice a vazný trám, fyzikální a mechanické vlastnosti dřeva, biologičtí škůdci dřeva – dřevokazný hmyz a houby, plíseň rodu Planifunda.
The of building-technical inquiry of family house and suggestion saving steps Abstrakt: This work is deal with of building-technical inquiry family houses. Our target was appreciation state construction roof and suggestion saving steps. Family house, on which has been work concentrated extrinsic between historical of building, but is in a way valuable, because it is already some years part of my life. The base was weighted and classification construction in light of physical properties of wood (moisture, color, texture, smell of wood) and mechanical properties of wood (speed sound propagation in wooden elements). In visual (sensual) way appreciation object was implementation nodestructive metering by force of instrument (arborsonic), which discover damage elements of the object. Key words: building-technical research (STP), roof construction, roof (roof system), spar, binding rafter, physical and mechanical characteristics of wood, biological wood: destroying agent-ligniperdous insect and fungi, rot kind Planifunda.
Obsah 1. Úvod ………………………………………………………………….. 7 2. Cíl práce …………………………………………………………….... 8 3. Literární přehled …………………………………………………….. 9 3.1. Vlastnosti dřeva ……………………………………...................... 9 3.2. Konstrukce dřevěných krovů ………………………...………… 11 3.3. Životnost dřevěných krovů ……………………………………... 12 3.4. Poškození dřeva zabudovaného ve stavbách ………………….... 13 3.5. Ochrana dřevěných krovů ……………………………………..... 16 3.6. Stavebně technický průzkum …………………………………..... 19 3.6.1. Konstrukční a statický průzkum objektu ………………….. 20 3.6.2. Průzkum objektu z hlediska vlhkosti ……………………… 23 3.6.3. Průzkum biologického poškození objektu ………………… 24 4. Materiál a metodika ……………………….…………………….…. 26 4.1. Předběžný (základní) stavebně-technický průzkum .......……...… 26 4.1.1. Vesnice Hranické Loučky ……..………………....…….….. 26 4.2. Dostupné informace o objektu ………………………....…..….... 27 4.2.1. Popis vývoje rodinného domu v Hranických Loučkách …... 27 4.2.2. Dokumentace rodinného domu ……………………………. 28 4.3. Zkoušení dřevěných prvků ……………………………….....….. 30 4.3.1. Vizuální posouzení ………………………………………… 30 4.3.2. Laboratorní měření ………………………………………… 33 4.3.3. Přístrojové měření ………………………………………… 33 4.3.3.1. Měření vlhkosti ……………………………....……. 33 4.3.3.2. Měření rychlosti šíření zvuku ………….…...……... 35 5. Výsledky …………………………………….……………….……… 37 5.1. Popis konstrukce ……………………………………….………. 37 5.2. Zjištění druhu dřeva …………………………………….……… 40 5.3. Výsledky měření rychlosti zvuku, vlhkosti ………….....….….... 41 5.4. Identifikace biologického napadení krovu ………………..……. 48 5.5. Návrh sanace ……………………………………..........……….. 50 6. Diskuse ………………………………….…….…………….………. 53 6.1. Vyhodnocení stavu konstrukce ………………………..……….. 53 6.2. Vyhodnocení měření rychlosti šíření zvuku …………..……….. 55 6.3. Vyhodnocení návrhu sanace …………………………..……….. 55 7. Závěr ……………………….…………….…………………..……… 58 8. Resumé …………………………...….……………………………… 59 9. Anotace ……………………………...……………………………… 60 10. Přehled použité literatury …………………………………....…...... 61 11. Přílohy ………………………………………………………...…….. 63
1. Úvod Již tisíce let patří dřevo k osvědčeným a přirozeným stavebním materiálům s rozsáhlým významem, kdy ho lze použít nejen na výrobu nábytku či doplňků do bytu, ale i na výstavbu obydlí, a tím vytvoření lepšího a komfortnějšího bydlení. Dřevo je surovina, která roste a trvale se obnovuje v lesích. Je snadno zpracovatelným a dostupným přírodním zdrojem pro velmi lehké, pevné konstrukce a pro teplé a hygienické bytové prostředí. Dřevo je organický produkt s omezenou životností, a proto se dnes do popředí stále častěji dostává potřeba provádět řadu stavebních a konstrukčních opatření na ochranu dřeva. V přírodním koloběhu látek na dřevo působí celá řada vlivů, které dřevo odbourávají, poškozují, rozkládají a snižují jeho užitnou hodnotu. Dřevo je znehodnocováno abiotickými faktory, rostlinnými a živočišnými organismy a dochází k snižování jeho pevnosti a technicko-estetických vlastností. Z abiotických činitelů na dřevo působí zejména vlivy povětrnostní, tj. působení větru, střídání teplot, působení světla, vody a termická degradace dřeva, přecházející až do hoření. Při rozkladu dřeva biotickými činiteli se uplatňují živočišné i rostlinné organismy, zejména dřevokazné houby a hmyz. Dřevo zabudované pod vodou (bez přístupu vzduchu) vydrží velmi dlouho. Výjimkou je mořská voda, kdy dochází k jeho poškozování, zejména měkkýši. Dlouhodobou životnost dřeva, podle stanovených podmínek jeho užití, zajistí i odborně provedená chemická ochrana, která však nemůže učinit víc, než zpozdit zničení stavby o několik roků až desítek let. Začala jsem se zajímat nejen o dřevěné stavby, ale i o jejich krovy a historický vývoj z důvodu poznání a porozumění problematiky staveb. Zajímalo mě, čím může být stavba ohrožena, jak odolává náporu dřevokazného hmyzu a proč postupem času může zchátrat. Nejprve jsem se zaměřila na naši vesnickou kapli, kde na podzim roku 2004 byla rekonstruována zvonice, která byla ve velmi špatném stavu. Z bezpečnostních důvodů mi však nebyl umožněn přístup na stavbu, a proto jsem se začala zajímat o stav krovu našeho rodinného domu. Nejedná se sice o památkově chráněnou stavbu, ale myslím si, že každá stavba je pro nás hodnotná a má právo zachovat si svůj krásný vzhled i pro příští generace.
7
2.
Cíl práce Cílem bakalářské práce je provést stavebně-technický průzkum (STP) rodinného
domu v Hranických Loučkách. STP bude zaměřen především na nashromáždění dostupných informací o daném objektu (výkresová část, fotodokumentace původního i současného stavu) a zvolení vhodného postupu stavebně-technického průzkumu. Po zvoleném postupu provedeme STP v daném rozsahu a při dodržení všech podmínek. Při STP bude posuzována konstrukce krovu metodou smyslového vnímání (zrakem, čichem, hmatem, sluchem) a přístrojovou metodou (měření vlhkosti, měření šíření rychlosti zvuku dřevěnou konstrukcí - arborsonic), pomocí kterých zhodnotíme aktuální stav dřevěných prvků objektu. Následně navrhneme vhodné sanační a preventivní opatření směřující k zachování zabudovaného dřeva ve vyhovujícím stavu.
8
3.
Literární přehled Dřevo jako přírodní materiál je pro své lehké zpracování a dobré vlastnosti
široce využíván již několik let. Vlastnosti dřeva, jako např. velmi dobrá pevnost, tepelně-izolační schopnost i odolnost proti vlhkosti, jsou dobrým předpokladem pro stavební materiál.
3.1.
Vlastnosti dřeva
Pevnost dřeva Dřevo se vyznačuje oproti jiným stavebním materiálům poměrně vysokou pevností při nízké váze a dobré opracovatelnosti. U různých druhů dřeva se tyto vlastnosti liší, což umožňuje volit příslušný druh dřeva podle konkrétní stavební situace. Tepelné vlastnosti dřeva Dřevo má dobré tepelně izolační vlastnosti, ale při namáhání teplem je omezeno do určité míry, protože se jedná o hořlavý materiál. To je často považováno z hlediska ochrany proti ohni za nevýhodu. Ačkoliv je dřevo hořlavé, při požáru si dlouho uchovává svoji formu a pevnost, zatímco kovy rychleji zvyšují svůj objem a deformují se. V různých typech staveb, při akceptování platných pravidel požární ochrany, může být dřevo z hlediska tepelných vlastností s úspěchem trvale používáno. Vlhkost dřeva Dřevo má tu zvláštnost, že se svou vlhkostí přizpůsobuje vnějším podmínkám (rovnovážná vlhkost dřeva). Přijímáním nebo vydáváním molekul vody ve formě vodní páry se dřevo dostává do rovnováhy, která odpovídá okolní relativní vlhkosti a teplotě vzduchu. Rovnovážná vlhkost dřeva může mít ve stavební praxi velký rozsah (od cca 6 % v místnosti až po 25 % i více ve venkovním prostředí). Jestliže je relativní vlhkost vzduchu dlouhodobě v oblasti 95-99 %, pak se vlhkost dřeva pohybuje v rozmezí 28-32 %, tzv. mez hygroskopicity (Reinprecht, 1998). Přijde-li dřevo do přímého kontaktu s vodou, přijímá volnou vodu do kapilár v závislosti na pórovitosti dřeva a jeho vlhkost bude větší jak 30 % (např. u buku může vlhkost stoupnout maximálně na cca 120 % a u smrku až na cca 200 %). Při příjmu
9
vlhkosti v rozpětí 0-30 % přibývá dřevo na objemu a hmotnosti → bobtná, a naopak, při snižování vlhkosti dřevo zmenšuje svůj objem a hmotnost → sesychá. Sesychání a bobtnání je rozdílné v podélném, radiálním i tangenciálním směru. Vlhkost dřeva dle Reinprechta (1998) se projevuje v technickém využití těmito způsoby: Ø zvýšený obsah vlhkosti dřeva v rozpětí 0-30 % snižuje jeho pevnost; Ø zvýšený obsah vlhkosti dřeva zvětšuje možnost napadení dřevokaznými houbami, hmyzem a plísní; Ø měnící se obsah vlhkosti způsobuje změny příčného průřezu dřeva – dřevo „pracuje“; jedná se o velmi nepříjemnou vlastnost dřeva a je nutno s ní vždy při použití dřeva počítat; Ø při neregulovaném nebo vícenásobném vysoušení se mohou ve dřevě tvořit trhliny, které snižují použití a někdy i pevnost dřeva. Rychlost šíření zvuku Pro zjištění vnitřního poškození dřeva se v praxi používá nedestruktivní přístrojová metoda, která provede tzv. „ultrazvuk“ dřeva. Metoda je zaměřena na rychlosti šíření zvuku dřevěnou konstrukcí. Čím vyšší je rychlost šíření zvuku, tím je konstrukce pevnější a odolnější vůči vnitřnímu poškození. Pokud je však rychlost šíření zvuku malá, je třeba důkladně konstrukci zhodnotit a najít ohnisko poškození. Okolnosti ovlivňující měření: Ø
vlhkost dřeva – při vlhkosti kolem 10-30 % dochází k poklesu rychlosti šíření zvuku až o 800 m/s, což je v našem případě významný ukazatel poškození;
Ø
orientace letokruhů – nejvyšší rychlost šíření zvuku je v tangenciálním a radiálním směru, nejpomalejší rychlost šíření je při odklonu vláken 45 °;
Ø
teplota – je zanedbatelná z hlediska šíření zvuku konstrukcí;
Ø
suky – v místě suku je rychlost šíření zvuku 5x rychlejší než v podélném směru;
Ø
trhliny – prodlužují čas rychlosti šíření zvuku; odlupčivé trhliny zkreslují výsledek měření;
Ø
výskyt hniloby a dřevokazného hmyzu – značně ovlivňují rychlost šíření zvuku;
Ø
ochranné látky – soli neovlivňují, oleje ovlivňují rychlost šíření zvuku až o 40 %.
10
3.2.
Konstrukce dřevěných krovů Konstrukční systémy
prošly dlouhodobým vývojem až po zastřešení,
charakterizované optimálním využitím nosných prvků, ověřenými konstrukčními detaily a spoji, které zabezpečovaly současně únosnost a dlouhodobou životnost. Hlavní funkcí střechy je ochrana budovy před srážkovou vodou. Tomu je přizpůsoben sklon střešních rovin a systém odvodnění, případně zachycování sněhu. Konstrukce střechy musí kromě vlastní hmotnosti přenášet i zatížení sněhem, větrem, náhodným břemenem nebo užitné zatížení. Tvary střech se v průběhu historického vývoje měnily v souvislosti s proměnami slohovými a v závislosti na tom, odkud k nám daný typ stavby přecházel. Pro každý tvar střechy se postupem času vytvořil určitý konstrukční systém, tzv. „ideál“ (Kloiber, 2004). Konstrukční soustavy můžeme rozdělit na: Ø
Krokevní - prosté - hambálkové - prosté bez podélného vázání - podélně vázané - hřebenovými rámy - stojatými stolicemi - ležatými stolicemi
Ø
Vaznicové - se stolicemi - stojatými - věšadlovými - ležatými (vzpěradlem) - se zděnými pilířky
Prosté hambálkové krovy se u jednotlivých staveb vyskytují po celou historickou dobu. Prvky hambálkové konstrukce jsou namáhány převážně tlakem a tahem. Charakteristickým spojem, který dobře přenáší zatížení tlakem a tahem, je jednostranné rybinovité přeplátování. Hambálkové krovy podélně vázané jsou citelně namáhány vodorovným zatížením od větru, proto mají složitou prostorovou konstrukci se středovými sloupky nebo věšáky v hlavních příčných vazbách. Příčné ztužení obstarávají šikmé vzpěry, zpravidla v symetrických párech tvaru „V“.
11
U vaznicových krovů jsou výrazně odlišeny plné a jalové vazby. Přenos zatížení z jalových vazeb do vazeb plných, které jsou dimenzovány na větší zatížení, zprostředkují vaznice, které působí jako spojité nosníky podpírané plnými vazbami. Vaznice jsou v plných vazbách podepřeny sloupky (svislými, šikmými) nebo různými typy vzpěradel. Pomocí vhodné vaznicové soustavy je možno zastřešit každý půdorys bez ohledu na sklon střechy (Vinař, 2004).
3.3.
Životnost dřevěných krovů Životnost lze definovat jako období, po které by měla konstrukce vyhovovat
funkčně-technickým a estetickým požadavkům v předpokládaných podmínkách použití. Můžeme ji však definovat i jako dobu, za kterou se dostane do takzvaného mezního stavu, tj. stane se dále nepoužitelnou (Kloiber, 2004). V praxi rozlišujeme tyto formy životnosti objektu: Ø
Fyzická životnost – odráží skutečný technický stav; pro krovové konstrukce bývá nejnižší z důvodu vyšší vlhkosti a příhodné pro aktivitu biotických škůdců.
Ø
Morální životnost – stará se o plnění funkčních požadavků dnešní doby, jako je např. modernost, osvětlení, prostorovost, tepelná či zvuková izolace a další.
Ø
Ekonomická životnost – zohledňuje čas, kdy jsou náklady na provoz, údržbu nebo kulturně-historické poslání ještě hospodárné.
Dřevěné konstrukce podle nároků na životnost dělíme na: Ø
Prvky s dlouhou fyzickou životností – jsou zhotoveny z vhodných a trvanlivých materiálů (neplánují se opravy, ani údržba), s požadovanou chemickou ochranou pro daný typ konstrukce a s užitím dle původních záměrů bez porušení nepředvídatelnými vlivy (požár, vichřice, zvýšená vlhkost atd.). Zde řadíme převážně krovové konstrukce.
Ø
Prvky s relativně kratší fyzickou životností – tyto prvky je nutno v časových cyklech opravovat, popřípadě vyměňovat. Zde řadíme plášť nad krovovou konstrukcí včetně laťování, více exponované nosné prvky krovů (např. pozednice) a zhlaví vazných trámů.
12
3.4.
Poškození dřeva zabudovaného ve stavbách
Poškození dřeva povětrnostními vlivy Vlivy povětrnosti nevedou bezprostředně k zjevnému poklesu pevnosti dřeva. Vytváří však vhodné podmínky pro napadení dřeva škůdci. Dešťové srážky způsobují změny vlhkosti, bobtnání a sesychání dřeva. V důsledku dešťových srážek vzniknou na povrchu dřeva drobné trhlinky, které se postupně rozšiřují a prohlubují. Trhlinkami vnikají do dřeva spóry hub a za vhodných podmínek dochází obvykle nejprve ke zbarvení až k plesnivění dřeva a nakonec k rozvoji dřevokazných hub. Do trhlinek dřeva klade vajíčka i dřevokazný hmyz a larvy tam nacházejí vhodné podmínky k vývoji. Sluneční záření zvyšuje teploty povrchu světlého dřeva až na 40 °C, u tmavých dřev až na 80 °C. V důsledku malé tepelné vodivosti dřeva se tak urychluje vznik malých i velkých trhlin. U smrku, modřínu a borovice dochází k výronu pryskyřice. Ultrafialové paprsky, které jsou složkou slunečního světla, fotochemicky přeměňují v povrchové vrstvě do hloubky cca 2 mm důležitou složku dřeva – lignin na vodorozpustné látky, které jsou vymývány deštěm. Povrch neošetřeného dřeva tak nabývá vzhledu vyluhovaných prken šedé barvy. Tento proces, který je často spjatý s rozvojem dřevozbarvujících hub, plísní i dřevokazných hub a hmyzu, nazýváme erozí povrchu (Reinprecht, 1998).
Poškození dřeva požárem Přes nesporně výborné vlastnosti dřeva, jako je jeho snadná opracovatelnost, velmi dobrý poměr pevnosti k hmotnosti konstrukce, odolnost proti chemické korozi aj., je dřevo snadno zápalné a hořlavé. Příčinou je složení organické hmoty dřeva, která obsahuje převážně 50 % uhlíku, 44 % kyslíku a 6 % vodíku. Pro vznik hoření a požáru jsou nutné vždy tři základní podmínky: Ø přítomnost hořlavého materiálu; Ø přítomnost kyslíku; Ø dostatečně vysoká teplota.
13
Dostatečně dimenzované dřevěné nosníky (trámy) si při požárech obvykle zachovávají svoji nosnost několikanásobně déle než nosníky ocelové. Při požáru dřevo postupně od povrchu odhoří rychlostí cca 0,7-1 mm/min. a dřevěný nosník ztrácí pevnost postupně, kdežto ocelový nosník se obvykle v průběhu 5-15 minut prohřeje na teplotu cca 500 °C, při které mění původní rozměry, ztrácí pevnost a bortí se. Dřevo navíc můžeme proti působení ohně chránit chemickými prostředky, tím snížit jeho zápalnost (vznětlivost) a významně zpomalit šíření ohně po jeho povrchu (Reinprecht, 1998).
Poškození dřeva dřevokaznými houbami Dřevokazné houby jsou nejčastějšími škůdci dřeva. Rostou při optimální vlhkosti na vhodném substrátu, na dřevě nebo jemu podobném organickém materiálu a svými hyfami ho prorůstají. Houby vylučují vodorozpustné enzymy, které katalyzují rozklad makromolekul dřeva, tj.celulózy, hemicelulóz a ligninu. Nejdůležitější podmínkou pro růst dřevokazných hub je zvýšená vlhkost dřeva. Riziko napadení dřeva houbami se zvětšuje tehdy, když je vlhkost dřeva dlouhodobě nad 20 %. Při plné vlhkosti dřeva (skladování ve vodě nebo užití ve vodě) je napadení dřevokaznými houbami vyloučeno, protože houby potřebují dýchat a vyžadují 5-20 % objemu vzduchu v objemu dřeva (Reinprecht, 1998). Řada dřevokazných hub se specializuje na určité části i druhy dřeva. Nejvíce rozrušují bělové dřevo, jádrové dřevo je proti napadení zčásti chráněno extraktivními látkami typu tříslovin, flavonoidů, chinonů a terpenoidů. Houby rozkládající celulózu a hemicelulózy způsobují hnědou hnilobu dřeva a houby rozkládající lignin, celulózu a hemicelulózy způsobují bílou hnilobu dřeva (Mechanismus hniloby je podrobně popsán v práci Reinprechta, 1996). Nejdůležitější a nejčastěji se vyskytující druhy dřevokazných hub na zabudovaném dřevě jsou: dřevomorka domácí, koniofora sklepní, pornatka vaillantova, trámovka plotní, troudnatec růžový, čechratka sklepní a řasnatka zední (tabulka nejzákladnějších dřevokazných hub je uvedena v příloze č.3).
14
Poškození dřeva dřevozbarvujícími houbami a plísněmi Dřevozbarvující houby se živí protoplazmatickým obsahem dřevních buněk, ale jejich stěny nerozkládají. Nezpůsobují hnilobu a žádné pevnostní změny dřeva, kromě 5-10% poklesu rázové houževnatosti v ohybu. Způsobují probarvení dřeva a mohou být podle okolností příčinou estetických škod i pod nátěry. Hodnocení napadení dřevozbarvujícími houbami závisí na způsobu použití dřeva, tj. na sortimentu. U nábytkářských fošen, kvalitního a exportního řeziva je zbarvení obvykle považováno za vadu. Na stavebním dřevě zbarvení všeobecně nevadí. Také dřevozbarvující houby potřebují pro svůj rozvoj vysokou vlhkost substrátu, minimálně 25-40 % a teplotu kolem 20 °C. Nejdůležitější a nejčastěji se vyskytující skupinou dřevozbarvujících hub jsou tzv. houby způsobující zamodrání dřeva (Reinprecht, 1998). Plísně jsou mikroskopické houby, které rostou všude tam, kde je dostatek vlhkosti a rozmnožují se rozrůstáním mycelia a spórami. Spóry jsou rozmnožovací útvary plísní, které po dopadu na vlhké místo s živinami začnou klíčit, rostou a vytváří reprodukční orgány. Z nich jsou do okolního prostředí uvolňovány zralé spóry, které jsou velmi malé a lehké, a tak jsou unášeny vzduchem na velké vzdálenosti. Plísně rostou na povrchu dřeva, lignocelulózových deskách, papíru i některých minerálních a syntetických materiálech používaných ve stavebnictví jako např. omítkách, latexových nátěrech aj. Plísňové povlaky pozůstávají z mycelií a nepohlavních rozmnožovacích orgánů – konidiofórů. Nejintenzivněji se tvoří na dřevě i na jiných substrátech s vlhkým povrchem při zvýšených teplotách 27-37 °C a vysoké relativní vlhkosti vzduchu. Některé plísně však vegetují i při teplotě 0 °C, jako např. Alternaria alternata. Působení plísní na povrchu dřeva a ostatních materiálech negativně ovlivňuje všechny další pracovní operace, včetně vysoušení, opracování a povrchové úpravy. Současně
způsobují
nebezpečí
dalšího
poškození
dřevokaznými
houbami
(http://plisne.com/, 2006).
Obr. 1: Plísně pod mikroskopem, http://plisne.com/
15
Poškození dřeva dřevokazným hmyzem Hmyz napadající zpracované dřevo se vyvíjí při nižší vlhkosti dřeva (většinou se udává w = 7-15 %). Napadá zabudované, na vzduchu vyschlé i znovu zvlhčené dřevo a je hlavním škůdcem stavebního dřeva. V naší klimatické oblasti jsou nejdůležitějšími škůdci dřeva brouci. Škody působí převážně larvy brouků, které dřevo poškozují požerky a částečně ho stravují. Brouci potřebují pro svůj vývoj jistou minimální vlhkost dřeva. Dřevo s vlhkostí pod 10 % (např. prostory s obytným klimatem panelových a jim podobných domů) není brouky všeobecně napadáno. Se stoupající vlhkostí dřeva vzrůstá nebezpečí napadení. Vývoj larev je spojen s určitým teplotním rozmezím. Vysoké teploty (cca od 55 °C) vedou k usmrcení larev. Z brouků napadajících zabudované dřevo se nejčastěji vyskytují tyto druhy: tesařík krovový,
Červotoči,
Hrbohlavové,
Pilořitky
a
Mravenci
(Reinprecht,
1998).
Nejzákladnější druhy dřevokazného hmyzu jsou uvedeny v tabulce viz. příloha č.4.
3.5.
Ochrana dřevěných krovů Pod pojmem ochrana dřeva se často rozumí použití chemických ochranných
prostředků na dřevo, a tím preventivní opatření před biologickými činiteli. Kromě chemické ochrany se však jedná o soubor všech opatření, kterými lze trvale předcházet škodám na dřevě, způsobeným vlivem napadení houbami, živočišnými škůdci, ohněm nebo povětrnostními vlivy. Ochranná opatření dřeva dle Reinprechta (1998) zahrnují: Ø
výběr vhodných druhů dřeva se zvýšenou přirozenou odolností, aby se dosáhlo co největší trvanlivosti dřeva v objektu;
Ø
stavební a konstrukční ochranářská opatření v samotném objektu, aby bylo dřevo chráněno před působením vlhkosti a dlouhodobě se uchovávalo suché;
Ø
povrchové ošetření dřeva prostředky proti působení povětrnosti, aby bylo chráněno před vlivy UV záření, vody, exhalátů, větru, písku aj.;
Ø
použití biocidních prostředků na ochranu dřeva, aby dřevo bylo pro škůdce nezajímavým materiálem (preventivní chemická ochrana dřeva biocidy);
16
Ø
použití likvidačních prostředků, kterými se rozšířený škůdce dřeva ničí (dodatečná likvidační chemická ochrana dřeva);
Ø
použití prostředků na ochranu dřeva proti ohni (chemická ochrana dřeva retardéry hoření).
Preventivní konstrukční ochrana dřeva Stavební ochrana dřeva je mimořádně mnohostranná a byla po staletí s úspěchem používána. Cílem stavební ochrany dřeva je v první řadě konstrukčními a stavebně-technickými opatřeními zamezit zvýšení vlhkosti ve dřevě, a tím předejít napadení dřeva houbami a hmyzem. Preventivní konstrukční ochrana dřeva zahrnuje například: Ø ochranu dřeva proti dešťovým srážkám a stříkající vodě; Ø ochranu dřeva proti vedení vlhkosti; Ø ochranu dřeva proti kondenzování vody; Ø ochranu dřeva proti vlhkosti po dobu stavby.
Preventivní chemická ochrana dřeva vůči houbám a hmyzu Chemické prostředky mají zabránit tomu, aby škůdci dřevo poškodili. K tomu jsou využívány tzv. účinné látky – biocidy (řecky bios = život, latinsky cidere = usmrtit). Podle žádané účinnosti se používají buď fungicidy (proti houbám), nebo insekticidy (proti hmyzu). Prostředky na ochranu dřeva proti biotickým škůdcům sestávají z vlastní účinné látky (biocidu) a nosiče (voda, rozpouštědlo). Kromě toho mohou obsahovat přídavné složky jako barvivo, prostředek na ochranu proti korozi, pojidlo apod. Je logické, že biocidy působí proti škůdcům dřeva, avšak mnohé z nich mohou mít i nežádoucí vedlejší účinky na jiné organismy, které s nimi přijdou do styku. Proto jsou jednotlivé látky na ochranu dřeva pečlivě zkoušeny ve vývojových laboratořích a nakonec ve státních zkušebnách dříve, než se dostanou na trh.
17
Zušlechtění a preventivní ochrana povrchu dřeva nátěry Složení jednotlivých prostředků určených k povrchovému ošetření dřeva se velmi liší. Prostředky sloužící proti povětrnosti a prostředky pro zušlechtění dřeva neobsahují biocidy. Prostředky, které současně slouží jako prostředky na ochranu dřeva proti škůdcům, tedy ochranná napouštěla a ochranné lazury na dřevo, musí vždy obsahovat biocidy. Povrchové ošetření dřevěných stavebních dílů nátěrovými prostředky může mít různé funkce: funkci zušlechťovací a funkci dokončovací, ochranu proti povětrnosti, kombinovanou funkci (proti vlivům počasí a proti škůdcům dřeva). Ochrana dřeva proti požáru Požární riziko stavby se definuje jako pravděpodobná intenzita případného požáru ve stavbě, kde se určuje stupeň požární bezpečnosti a následně podle stupně požární bezpečnosti stavby se stanovují požadavky na výběr druhu stavebních materiálů a nároky na jejich požární odolnost. Problematika protipožární ochrany dřeva i vlastních objektů z něho je vždy aktuální a je třeba jí věnovat stálou pozornost jednak z důvodu přirozené hořlavosti dřeva dané jeho chemickým složením a jednak z důvodu existence větších nebo menších požárních rizik, které jsou v každém objektu (Reinprecht, 1998). Protipožární ochrana dřeva a staveb se v praxi řeší komplexně ve dvou úrovních: Ø
použitím materiálů co možná nejnižších stupňů hořlavosti dřeva a materiálů vyrobených na jeho bázi (překližky, DTD, DVD apod.) s aplikací retardérů;
Ø
projekčním řešením stavby tak, aby jednotlivé komponenty vykazovaly dostatečnou požární odolnost a objekt byl dostatečně chráněn. Norma ČSN 73 0862 blíže specifikuje stupeň hořlavosti materiálů (A –
nehořlavé, B – velmi těžko hořlavé, C1 – těžko hořlavé, C2 – středně hořlavé, C3 – lehce hořlavé).
18
3.6.
Stavebně technický průzkum Pod tímto pojmem se rozumí několik samostatně prováděných průzkumů u
objektu, které vytváří celek stavebně-technického průzkumu. Patří sem zejména: Ø
konstrukční a statický průzkum;
Ø
průzkum vlhkosti objektu;
Ø
průzkum biologického poškození objektu. Účelem
stavebně-technického
průzkumu
(STP)
je
poskytnout
soubor
vyčerpávajících informací o stávajícím stavebním objektu a jeho vazbách na okolí podle požadavku projektanta nebo jiného objednavatele. Nejčastěji se STP požaduje k těmto záměrům: Ø
nástavba nebo přístavba objektu;
Ø
rekonstrukce;
Ø
změna vlastníka objektu;
Ø
zjištění příčin, případně závažnosti poruch objektu, jehož stáří může být v intervalu od několika měsíců do několika let;
Ø
nová výstavba v těsném sousedství. Rozsah STP je dán účelem, pro který se průzkum provádí, stavem objektu,
časem, který je pro průzkum k dispozici, přístupností objektu, případně dalšími okolnostmi. Na základě zkušeností z praxe podle Vlčka a kol. (2001) provádíme stavební průzkumy ve třech stupních:
a) Předběžné (základní) stavebně-technické průzkumy Shromažďují nejobecnější informace, např. o historii objektu, o vývoji provozního využívání, o návaznosti na nejbližší okolí a územní celek včetně ekologických vazeb apod. Jedná se také o vizuální prohlídku objektu a jeho konstrukcí (smyslové metody).
19
b) Podrobné (komplexní) stavebně-technické průzkumy Konkretizují a doplňují informace získané základním průzkumem, např. druh a kvalitu materiálu konstrukcí, jejich statické parametry. Současně doplňují základní průzkum o aktualizaci stávajícího stavu objektu, o fotografickou dokumentaci stávajícího stavu, o specifikaci možných příčin zjištěných vad a poruch konstrukcí a o specifikaci exaktních hodnocení jednotlivých konstrukcí a materiálů, vyžadujících aplikaci destruktivních či nedestruktivních průzkumných metod.
c) Doplňkové stavebně-technické průzkumy V rámci této etapy průzkumu se prakticky provádí pouze přehodnocení sporných závěrů předchozích průzkumových stupňů a doplnění získaných poznatků. Tato konečná fáze průzkumu se provádí ve vyklizených objektech připravených k zahájení realizačních zásahů, respektive souběžně s nimi.
3.6.1. Konstrukční a statický průzkum objektu Při provádění průzkumu se používá více metod, které se vzájemně doplňují. Zjišťují se především poruchy a jejich příčiny, míra znehodnocení konstrukcí či materiálů, vady vzniklé během výstavby, uspořádání zakrytých konstrukčních detailů, pevnost a další charakteristiky materiálů. Základními metodami jsou:
a) Smyslové metody Zjišťujeme jimi povrchová poškození, kvalitu povrchů, vlhkost, trhliny, deformace a posuny většího rozsahu, poruchy spojů konstrukcí, stopy po biologických činitelích na stavebních materiálech, kvalitu materiálu – odhad vlastností, zakryté dutiny apod. Použité pomůcky: lupa, zrcátko, měrka na trhliny, plastová fólie ke zjištění hloubky trhlin, ocelová kulička, vodováha, olovnice, kladivo, tesařská skoba, dláto, špičák.
20
b) Přístrojové metody Užívají se pro přesnější zjištění mechanických a fyzikálních vlastností. Obecně se dělí na: Ø
Nedestruktivní metody – zkouší materiál bez porušení nebo s porušením takového stupně, kdy funkční vlastnosti zkoušených prvků zůstávají zachovány. Zkoušky těmito metodami se většinou provádějí na konstrukci.
Ø
Destruktivní metody – je nutno odebrat větší část materiálu nebo jeho složek (většinou se jedná o neporušené vzorky) pro zkoušky fyzikální, mechanické a pro laboratorní rozbory. Zkoumané vlastnosti se těmito metodami zjišťují přímo. Při zkoušení vzorků odebraných z konstrukce je nutno metodiku upravit (např. vzhledem ke tvaru odebíraných vzorků, podmínkám odběru).
Postup při provádění průzkumu provedeme následujícím způsobem: 1. Nejprve se vyhotoví základní průzkum konstrukce s využitím smyslových metod, popřípadě jednoduchých přístrojových metod, odhadem nebo na základě výsledků provedených zkoušek. 2. Na základě daných veličin se provede výpočet a posoudí se spolehlivost jednotlivých částí objektu. 3. Podle výsledků se rozdělí prvky na části dostatečně spolehlivé a na části, o kterých nelze jednoznačně rozhodnout, zda-li jsou spolehlivé. 4. Části, o jejichž spolehlivosti nelze jednoznačně rozhodnout se musí podrobit přesnějšímu průzkumu za použití přístrojových metod (cyklus se opakuje).
Příklady nedestruktivních metod Na přístroje pro zkoušky nedestruktivními metodami jsou kladeny vysoké požadavky, neboť se jedná o měření v náročných podmínkách. Přístroje pro zkoušky nedestruktivními metodami musí být spolehlivé, dostatečně odolné proti nárazům, prachu, vlhkosti, teplotě a musí být lehké (Vlček a kol., 2001).
21
Mezi nejčastěji používané nedestruktivní metody patří: Ø
Optická metoda – používá se pro zhodnocení konstrukce v nepřístupných místech,
jako např. v trámových stropech. Princip spočívá v zavedení
prohlížecího tubusu s objektivem do otvoru zkoumané konstrukce. Obraz se přenáší optickým systémem do okuláru nebo monitoru a je možno jej zaznamenat fotoaparátem či videokamerou. Ø
Měření posunů a deformací – měření se provádí jako změna vzdálenosti dvou zvolených pevných bodů. Užívá se různých měřidel pro kontrolu rozměrů a pro zjišťování délkových změn (nejčastěji se užívají kontrolní sádrové destičky, číselníkové úchylkoměry, sázecí deformetry, měřící mikroskopy aj.).
Ø
Metody na zjištění tvrdosti – podle odrazu, vtisku nebo proniku a množství spotřebované energie se měří ukazatel tvrdosti materiálu. Z této metody lze určit pomocí kalibračních vztahů např. pevnost materiálu v tlaku (kuličkový tvrdoměr, indentor aj.).
Ø
Metody místního porušení (jádrové vývrty) – jádrovým vrtákem se z konstrukce odebere vzorek ve tvaru válce. Na vzorcích dřeva se stanoví pevnost v tlaku rovnoběžně s vlákny, objemová hmotnost a provádějí se chemické rozbory.
Ø
Ultrazvuková (průchodová) impulsová metoda – přes zkoušenou konstrukci se vysílají ultrazvukové impulsy o frekvenci 20-500 kHz z budiče, které jsou registrovány snímačem. Vyhodnocuje se rychlost šíření zvuku materiálem (pro určení např. pevnosti, modulu pružnosti, objemové hmotnosti, aj.).
Ø
Magnetická indikace kovů – přístroje jsou konstruovány především na principu změny diferenciální indikace. Určuje se poloha, průměr nebo krycí vrstva výztuže uložené v nemagnetických materiálech (beton). Zjišťuje se výztuž do hloubky asi 60-180 mm podle typu přístroje a průměru výztuže (Vlček a kol., 2001).
22
3.6.2. Průzkum objektu z hlediska vlhkosti Průzkum vlhkosti objektu je součástí STP. Měl by být zpracován již v počátcích provádění průzkumných prací v objektu, ale může být zpracován i jako součást komplexního průzkumu nebo ve formě samostatné práce jako projekt pro projektanta nebo investora. Provedení důsledného a podrobného průzkumu je základním předpokladem optimálního návrhu sanace objektu z hlediska vlhkosti a mělo by vždy předcházet zpracování projektu sanačních opatření. V rámci průzkumu se zjistí a shromáždí maximum údajů o sledované stavbě, na jejichž základě se provede analýza stavu a stanoví se příčiny poruch na dané konstrukci. Závěrem průzkumu je návrh vhodných sanačních opatření. Pro snazší orientaci je možno jej rozčlenit na několik fází: zadání, shromažďování podkladů, vlastní průzkum, analýza stavu, zjištění skutečností a koncepční návrh sanačních opatření (Vlček a kol., 2001). Pro stanovení hmotnostní vlhkosti stavebních konstrukcí se nejčastěji používají: Ø
Gravimetrická metoda - je ze všech metod nejpřesnější, ale časově nejnáročnější. Pokládá se za standardní metodu, podle které se kalibrují jiné, rychlejší metody.
Ø
Plynová metoda – je založena na chemické reakci mezi vodou přítomnou v materiálu a plynotvornou látkou (karbid vápníku).
Ø
Odporová metoda – principem je měření elektrického odporu pomocí kovových elektrod přikládaných ke dřevu pro porovnání povrchové vlhkosti. Pro zjištění vlhkosti v hloubce se používají zarážecí elektrody (nejlépe nastřelovací hřebíky – jsou nejodolnější) nebo lze elektrodu vložit do předvrtaného otvoru.
Ø
Kapacitní metoda – principem je změna kapacity kondenzátoru vytvořeného ze dvou kovových mezikruží. Změnu frekvence v závislosti na vlhkosti měříme vlhkoměrem.
Ø
Metoda termovize – je reprodukční systém, který je založen na teorii vlnění a přijímání tohoto vlnění na optickou desku. Teplotní vyzařování je zachyceno pomocí zařízení citlivého na infračervené záření a je převedeno na viditelný obraz.
Ø
Metoda neutronová – využívá principu rozptylu a zpomalení neutronů atomy vodíku obsaženými v měřeném prostředí.
23
Ø
Metoda absorpčních tělísek – je založena na absorpčních vlastnostech sádry, kde sádrové destičky jsou vytvořeny na problémových plochách a jsou dlouhodobě sledovány, zda-li nedojde k jejich porušení.
3.6.3. Průzkum biologického poškození objektu Tomuto typu průzkumu musí vždy předcházet stavebně-vlhkostní průzkum objektu, neboť výskyt biologických činitelů souvisí mnohdy se zvýšenou vlhkosti ve stavbě. Při průzkumu se provádí zjištění rozsahu příčin a poškození dřevěných prvků (povrchové, hloubkové), velikost výletových otvorů dřevokazného hmyzu, zbarvení dřeva, zjištění dodržení podmínek konstrukční ochrany dřeva, zkoušky pH dřeva pro orientační zjištění napadení dřeva dřevokaznými houbami, výskyt plodnic a plísňových povlaků, zjištění druhu dřeva, zjištění vlhkosti dřeva, zjištění přítomnosti ochranných látek apod. (Vlček a kol., 2001). Hlavní zásady pro průzkum dřevěných konstrukcí napadených biologickými činiteli: a) průzkum dřevěných konstrukcí – měření se provádí pomocí sond, které se většinou umisťují v prostorách s vysokou relativní vlhkostí vzduchu, u zhlaví trámů a v místech, kde dochází k opakovanému zatékání vody a k její kondenzaci; b) průzkum prostorů napadených plísněmi – základní podmínkou pro růst plísní je obsah organických živin v substrátu a úměrná vlhkost. Při průzkumu se provádí určení míst výskytu plísní, zjištění druhu materiálu, na kterém rostou, zjištění charakteristik vnitřního prostředí (výměna vzduchu, změny teploty), odběry vzorků a zjištění stavebních zásahů.
24
Vyhodnocení poznatků získaných průzkumem: Hodnocení poškození dřevokazným hmyzem A – nevýznamné poškození: 2-4 výletové otvory na 1 m2, ostatní hmota pevná, celistvá; B – závažné poškození: 5-16 výletových otvorů na 1 m2, poškození do 10 až 15 % běli; C – kritické poškození: velké poškození běli nebo její úplná destrukce.
Hodnocení poškození dřeva houbami Plošný rozsah napadení povrchu je: A – žádný: povrch bez stop napadení; B – ojedinělý: součet napadených ploch dosahuje max. 5 % z celkové plochy; C – místní: součet napadených ploch je 5-20 % z celkové plochy; D – rozsáhlý: součet napadených ploch je 20-50 % z celkové plochy; E – souvislý: součet napadených ploch je větší než 50 % z celkové plochy.
Klasifikace povrchu dřevěné konstrukce A – zdravý: vryp je stejně namáhavý jako u srovnatelného zdravého dřeva, má stejný vzhled i charakter lomu třísky; B – částečně znehodnocený: vryp v místech znehodnocení je v porovnání se zdravým dřevem snadný do hloubky max. 5 mm; C – znehodnocený: vryp v místech znehodnocení je snadný do hloubky více jak 5 mm.
25
4.
Materiál a metodika
4.1.
Předběžný (základní) stavebně-technický průzkum Předběžný stavebně-technický průzkum se provádí za účelem shromáždění
nejobecnějších informací o historii objektu, vývoji provozního využívání, návaznosti na nejbližší okolí a územní celek včetně ekologických vazeb, charakteristik provozních i konstrukčních vad atd.
4.1.1. Vesnice Hranické Loučky Hranické Loučky leží 10 km východně od Hranic na táhlém hřbetě posledních karpatských výběžků v nadmořské výšce 337 m., výměra katastru je 365 ha. Nachází se na vodním předělu vod směřujících do řeky Odry končících v Baltském moři a vod tekoucích do řek Moravy a Dunaje končících v Černém moři. Nejstarší prameny hovoří o tom, že ves byla údajně založena už kolonizátorem hranického újezdu, poustevníkem Jurikem kolem roku 1201. Za mongolského („tatarského“) vpádu roku 1241 byla ves zcela zničena a později díky kolonizačním snahám olomouckého biskupa Bruna ze Schaumburku znovu obnovena. Kozí Loučky náležely k letnímu panství Kamenec, majetku olomoucké dómské kapituly, a postupně měnily své držitele. Roku 1499 se staly majetkem Pernštejnů, kteří získali celé hranické a lipenské panství. Až do 16. století byly Kozí Loučky čistě českou obcí, a pak se staly německou. Česky psaný obecní řád a sirotčí knihy z let 1558-1652 se zachovaly v hranickém zámeckém archivu. Roku 1777 byla na návsi postavena dřevěná zvonice, která byla roku 1857 nahrazena kamennou kaplí Panny Marie Sedmibolestné, přestavěnou a zvětšenou z odkazu Josefa Fraise. V roce 1964 byly Kozí Loučky přejmenovány na Hranické a sloučeny s Hustopečemi n./B. V dnešní době mají Hranické Loučky pouze 64 obyvatel a 16 trvale obydlených domů. Území mikroregionu leží na rozhraní mezi Moravskou bránou a Podbeskydskou pahorkatinou. Osu oblasti tvoří ve východozápadním směru protékající řeka Bečva. Celé území se nachází v mírně teplé podnebné oblasti, s průměrným ročním úhrnem srážek mezi 700–800 mm. Územím regionu prochází od severovýchodu k jihovýchodu
26
výrazný geologický zlom, ve kterém se u Hranic a Teplic nad Bečvou vyskytují minerální prameny (www.mikroregion-hranicko.cz, 2006)
Obr. 2: Fotografie Hranických Louček z kroniky - Obecní úřad, 1901
4.2. Dostupné informace o objektu 4.2.1. Popis vývoje rodinného domu v Hranických Loučkách První dochovaná písemná zmínka o rodinném domu byla datována asi okolo roku 1895, kdy se zde narodil staříček Štěpán Frydrych a prožil zde své dětství. Původní stavba byla tvořena kuchyní a světnicí, které těsně sousedili s chlévem. Kolem roku 1922 se Štěpán Frydrych oženil s Marií Heraltovou a roku 1932 bylo na ně vloženo vlastnické právo k domu č.15 (prarodiče mého otce). Kolem roku 1956 byl dům rozšířen ještě o dvě místnosti a chlévy byly od obytné části odděleny. Roku 1965 byl dům přepsán na Martu a Antonína Frydrychovy (rodiče mého otce) a kolem roku 1980 byla provedena přístavba vrchního patra a vlastnictví domu bylo převedeno na Jiřího Frydrycha (otec). Z jednogeneračního domu se stal dům dvougenerační. Opravy domu byly provedeny dle finančních možností, a proto byly některé materiály použity z původní stavby. Krov nad obytnou částí byl sestaven z již dříve použitých, ale i nových prvků. Stáří nově zbudovaného krovu nad obytnou částí je 23 let. Jediným záporem konstrukce krovu je však neúplné zapadnutí prvků do sebe (nedosednutí krokve na vazný trám) a zbarvení prvků, které je předpokladem nevhodné
27
manipulace při přístavbě (prvky jsou znečištěny od malty). Krov nad stodolou je však součástí původní stavby, a proto lze věk odhadovat kolem 111 let. V této části lze předpokládat značně poškozené prvky dřevokazným hmyzem, hnilobou a plísní.
Obr. 3: Situační plán Hranických Louček s vyznačením rodinného domu
4.2.2. Dokumentace rodinného domu V rodinném archivu byla založena veškerá dokumentace o všech přestavbách rodinného domu, která mi napomohla k vyhledání možných informací o objektu. Výkresová dokumentace obsahuje: svislý řez stavbou, půdorys podkroví nad obytnou částí i nad stodolou (viz. příloha č.1). Stavba v průběhu času zaznamenala několik výrazných změn, které ovlivnily nejen tvar domu, ale i střešní konstrukce. Fotografie (Obr. 4) z šedesátých let minulého století zachycuje dům po přestavbě z roku 1956 a na druhé fotografii (Obr. 5) je dům po celkové rekonstrukci z let 1980-1982. Jak je patrné na obr. 4 a 5, tak krovová soustava prošla velkou změnou. Rodinný dům byl rozšířen o horní patro, které zvýšilo nejen původní stavbu, ale změnilo tvar i sklon střešní konstrukce (ze 45 ° na 60 °). Z původní polovalbové střechy (tvořené čtyřmi skloněnými plochami stýkajícími se v hřebeni, dvě plochy skloněny jen z části) se stala střecha stanová (nároží střešních ploch se stýká v jednom bodě ve vrcholu), která je kombinovaná se střechou valbovou (tvořené čtyřmi skloněnými plochami stýkajícími se v hřebeni). Kromě stavebně-architektonické části byla ve složce
28
zařazena i výkresová dokumentace, ve které byla zakreslena elektroinstalace, vodoinstalace aj., které v této práci nejsou uvedeny.
Fotodokumentace rodinného domu v Hranických Loučkách
Obr. 4: Rodinný dům po rekonstrukci, 1956
Obr. 5: Rodinný dům po poslední rekonstrukci, 1982
29
Obr. 6: Krov nad stodolou, zima 2006
Na Obr.6 je patrná střecha krovové soustavy nad stodolou, kde díky vysokému věku střešní konstrukce lze předpokládat poškození vlivem biologických činitelů. Fotografie je pořízena ze zimy 2006, kde můžeme vidět sněhovou pokrývku ve vrstvě cca 30 cm. I přes toto nahodilé zatížení sněhem střecha nápor unesla. Jediným úrazem letošní zimy bylo vytržení střešního okna z konstrukce krovu nad obytnou částí. V současnosti bylo střešní okno nahrazeno krytinou.
4.3.
Zkoušení dřevěných prvků
4.3.1. Vizuální posouzení Při průzkumu z venkovní části objektu, bylo patrné, že v určitých částech je střecha porostlá mechem a popínavými rostlinami (Obr.9), které mají estetickou funkci (zdobí stavbu), ale také částečně prorůstají přes krytinu a způsobují její vychýlení. To má za následek zatékání vody do vnitřní části střechy. Ve vnitřním prostoru střechy (nad obytnou částí) se nachází hnízda hmyzu, jako např. vos i sršňů (Obr.10). Před vlastním stavebně technickým průzkumem, bylo nutné provést vizuální posouzení předběžného stavu krovů, kde pomocí lidských smyslů (čich, hmat, sluch, zrak) byl určen stav krovu. Pouhým zrakem byly sledovány změny, ať už barvy prvků
30
(Obr.7), různé povlaky či plodnice dřevokazných hub a plísní, až po drť od dřevokazného hmyzu nebo výletové otvory. Nejvíce pozornosti bylo věnováno jednotlivým prvkům v zhlaví a ve spojích, kde je pravděpodobnost biologického napadení největší. Výskyt trhlin (Obr.8) v jednotlivých prvcích ve většině případů neohrožují stabilitu krovu, ale z části se mohou podílet na snížení pevnosti dřeva. Stabilita krovu byla zkoušena zatřesením krovové soustavy lidskou silou, kdy by nemělo dojít k vychýlení konstrukce střechy. Byly posuzovány dvě střešní konstrukce, z nichž jedna (střecha nad obytnou částí) byla zhotovena z materiálu starého cca 23 let a druhá (střecha nad stodolou) byla zhotovena z materiálu starého cca 111 let. Při vizuálním posouzení byl větší důraz kladen na střechu nad stodolou, protože věk materiálu se mohl na konstrukci podepsat např. napadením biologickými činiteli nebo sníženou stabilitou prvků. Smyslové metody dle Reinprechta (2000), podle kterých lze posuzovat konstrukci: a) Zrakové (vizuální) metody, které umožňují zjistit: Ø poškození dřeva dřevokaznými houbami (hniloba, plodnice, kapky vody); Ø poškození dřeva dřevozbarvujícími houbami a plísněmi (změna barvy, skvrny, plísňové povlaky); Ø poškození dřeva dřevokazným hmyzem (výletové otvory, vypadaná drť z požerku přes výletové otvory nebo přes trhliny); Ø povrchové poškození dřeva atmosférickými vlivy nebo požárem; Ø trhliny ve dřevě a deformace dřevěných prvků; Ø uvolnění nebo poškození konstrukčních spojů. b) Čichové metody, které umožňují zjistit: Ø přítomnost hub a plísní (např. na zjištění dřevomorky domácí se můžou využívat speciálně cvičení psi Rhotmouns); Ø přítomnost požáru nebo jeho následků. c) Hmatové metody, které umožňují zjistit: Ø povrchové poškození dřeva (plastická textura, …); Ø poškození dřeva na základě změny jeho tvrdosti (hniloba, požerky); Ø zvýšenou vlhkost dřeva v objektu.
31
d) Sluchové metody, které umožňují zjistit: Ø přítomnost larev dřevokazného hmyzu; Ø poruchy v dřevěném prvku na základě jeho odezvy na poklep (vnitřní hniloba); Ø poruchy v dřevěném prvku na základě zvukových vjemů po dobu jeho dynamického namáhání větrem nebo jinými účinky
Obr. 7: Zbarvení vazného trámu
Obr. 8: Trhlina v dřevěném prvku
Obr. 9: Vegetace prorůstající do stavby
Obr. 10: Ukázka vytvoření vosího hnízda na střešní konstrukci
32
4.3.2. Laboratorní měření Na MZLU v Brně bylo pod vedením paní RNDr. Šlezingerové provedeno laboratorní měření (pod mikroskopem), kterým byla zjištěna použitá dřevina, ze které byl krov rodinného domu vytvořen. Jedná se o přesnou metodu určení dřeva podle jeho diagnostických znaků. Postup měření lze provést takto: 1. z jednotlivých částí krovu se ostrým dlátem odebere vzorek velikosti třísky (h = 3 mm, š = 5 mm, l = 10 mm); 2. vzorek se popíše a vloží do předem připraveného sáčku; 3. ze vzorku se žiletkou připraví tenká mikrotříska, která se rozvlákní a změkčí ve vodě; 4. štětcem se nanese na podložní sklíčko a lehce se přiloží krycím sklíčkem; 5. připravený vzorek se vloží pod mikroskop a zaostří se; 6. pod mikroskopem sledujeme jednotlivé znaky a podle nich určujeme druh dřeva (viz. kapitola 5.2.).
4.3.3. Přístrojové měření 4.3.3.1. Měření vlhkosti Jednoduchou a rychlou nepřímou metodou je určování vlhkosti dřeva dielektrickými admitančními vlhkoměry typu WAGNER ELECTRONIC PRODUCT L60 1-3 „ WOOD – FRIENDLY“ (Obr.11). Jejich princip je založen na rozdílnosti dielektrika kondenzátoru v závislosti na měnícím se obsahu vlhkosti dřeva. Určování trvá krátce, prakticky nepoškozuje materiál, ale je méně přesné (Dejmal, 1998). Jejich výhodou vzhledem k odporovým je snímání v celém aktivním prostoru pole asi do hloubky 25 mm. Závislost vlhkosti je přesnější stanovit experimentálně, zvlášť pro jednotlivé dřeviny či jiné materiály. I u těchto vlhkoměrů se však projevuje citlivost na změnu hustoty dřeva, suky (Janák, 2003). Přiložením přístroje dotykovou plochou na dřevěný prvek byla zjištěna vlhkost dřeva. Naměřené hodnoty na stupnici od 0-30 % byly převedeny podle následující tabulky (Tab.1), a to tak, že při vlhkosti 10 % a 20 % se k hodnotám přičetly nebo se od nich odečetly čísla určená pro danou dřevinu.
33
Bylo provedeno měření jednotlivých prvků krovu nad obytnou částí i nad stodolou na základě zjištění skutečné vlhkosti. Ze zajímavosti byly provedeny dvě měření, které měly prokázat, zda-li se vlhkost krovu ustálila nebo se v průběhu období stále mění a jaké změny je krov schopen zaznamenat v průběhu času. Tab. 1: Tabulka zobrazující hodnoty k převedení vlhkosti pro jednotlivé dřeviny
Dřevina BO lesní VJ MD SM/JD AK BK DB HB JS JV klen JL habrolistý LP OL TP
Stupnice Stupnice 10 % 20 % +1 +0,5 +3 +3 +0 -1 +2,5 +2,5 -5 -7 -3 -5 -3 -4 -4 -6 -2,5 -4 -1,5 -2,5 +0 -1 +1,5 +1 +1 +1 +3 +3
Obr. 11: Vlhkoměr - WAGNER ELECTRONIC PRODUCT L60 1-3
34
4.3.3.2. Měření rychlosti šíření zvuku Ke
zjištění
poškození
jednotlivých
částí
krovu
byl
použit
přístroj
ARBORSONIC TESTER GOOD C-ADJ (Obr.12), který pracuje na principu šíření zvuku dřevěnou konstrukcí. Umožňuje hlubší proniknutí do dřeva pomocí vln o frekvenci 75 kHz, čímž napomáhá lepšímu zjištění poškození uvnitř dřevěného prvku. Pokud je ve dřevě ukryta larva dřevokazného hmyzu nebo je prvek biotickým činitelem značně oslaben, tak arborsonic je schopný napadený prvek odhalit – dalo by se říct, že se jedná o tzv. ultrazvuk dřeva. Měření šíření zvuku dřevěnou konstrukcí se provádí ve většině případů přiložením budiče a snímače proti sobě tak, aby impulsy procházely kolmo celým průřezem prvku (Obr.13), ale může se provádět i podélné měření (Obr.14), kdy budič a snímač se přiloží na plochy ve vzdálenosti cca 500 mm. Výsledkem měření jsou pak časové intervaly v mikrosekundách, za které urazí vyvolaný zvuk měřenou vzdálenost od budiče k snímači. Měření šíření zvuku dělíme na: Ø příčné: -
přiložení sond naproti sobě;
-
přiložení sond kolmo na sebe (pod úhlem 90°);
-
přímé s odskočením (pro měření zhlaví).
Ø podélné: -
čelní (měření z čel – na krovu se většinou neprovádí);
-
plošné (přiložení sond na jedné ploše ve vzdálenosti 500 mm).
Rychlost šíření zvuku prvkem lze vypočítat pomocí vzorce: c=
d t
Kde: c … rychlost šíření zvuku (m.s-1); d … průměr prvku nebo vzdálenost mezi měřenými místy (m); t … čas šíření zvuku z jednoho místa do druhého (µs) Na závěr se naměřené rychlosti zprůměrují a podle hodnot jednotlivých prvků je patrné rozlišení přechodu mezi zdravou a poškozenou částí. Z tohoto výsledku lze pak určit napadení nebo poškození prvku, případně jeho závažnost. Pokud hodnota prvku vyjde nižší než požadovaná, pak to signalizuje napadení nebo značné poškození.
35
Obr. 12: Měřící přístroj – ARBORSONIC
Obr. 13: Příčné měření dřevěného prvku
Obr. 14: Podélné měření dřevěného prvku
Při měření šíření zvuku jsme postupovali takto: 1. Nejprve jsme měřený prvek očistili od různých nečistot. 2. Ve vzdálenosti cca 100 až 500 mm od čela prvku (podle dostupnosti) jsme umístili proti sobě sondy (budič a snímač) – příčné měření prvku nebo podélné měření prvku, kdy se sondy umístí ve vzdálenosti 500 mm od sebe. 3. Sondy jsme stlačili a hodnotu, která se nám objevila na displeji, jsme zapsali. 4. Pomocí vzorce jsme vypočítali rychlost šíření zvuku a měření jsme zopakovali na více místech prvku. 5. Měření jsme provedli na všech dostupných prvcích krovové soustavy.
36
5. Výsledky 5.1. Popis konstrukce Konstrukci střechy rodinného domu nad obytnou částí (obr.15) lze zařadit mezi krovy vaznicové soustavy, kde vaznice umístěné ve středové části jsou podepřeny svislými sloupky čepovanými do vaznic a vazných trámů. Sloupky jsou v rovině vazby opřeny vzpěrou a v podélném směru krovu jsou stabilizovány pásky, které v určitých částech chybí. Sloupky jsou namáhány vzpěrným tlakem a ohybem při příčném větru. Jednotlivé prvky vaznicové soustavy jsou spojeny tesařskými spoji – tzv. přeplátováním → spojení pozednic (Obr.17) a osedláním → spojení krokve s pozednicí (Obr.18) a krokve s vazným trámem (Obr.20). Střešní konstrukce byla sestavena z již použitých prvků, jednotlivé krokve nedosedly na vazné trámy (použitý spoj – osedlání), a proto mohou být krokve tímto zásahem značně oslabeny a je nutné je zpevnit (Obr.19). Jedná se o stanovou střechu, kde nároží střešních ploch se stýká v jednom bodě ve vrcholu. Konstrukci střechy nad stodolou (Obr.16) lze zařadit mezi krovy vaznicové soustavy bez svislých sloupků. Jedná se o soustavu, kde vrcholové krokve jsou spojeny pomocí kovového kolíku, krokve jsou osedlány na pozednice a vazné trámy jsou umístěny cca 1m nad spodní částí krovu. Jedná se o klasickou střechu sedlovou, která je tvořena rovinami, které se stýkají v hřebeni. Střešní plášť je nesen příčnými nosnými prvky (vazbami). V příčném směru je střecha ukončena štítem. Tato střešní konstrukce je původní, a proto její věk lze odhadovat kolem 111 let. Krov nad stodolou se využívá převážně na uskladnění sena přes zimu pro užitková zvířata.
Obr. 15: Konstrukce krovu nad obytnou částí
37
Obr. 16: Konstrukce krovu nad stodolou
Obr. 17: Spojení pozednic přeplátováním
Obr. 18: Spojení krokve s pozednicí osedláním
Obr. 19: V krokvi je zapuštění mimo spoj
Obr. 20: Rohové spojení střešní konstrukce
Na Obr.17 spojení pozednice přeplátováním je patrné uložení pozednice přímo na zdivo a zamazání prvku od malty. Toto může mít vliv na vhodné odvětrání vlhkosti z prvku a přijímání vlhkosti ze zdiva. Kromě spoje přeplátování bylo použito i spojení osedláním a většina prvků byla spojena kovovými nebo dřevěnými kolíky.
38
Obr. 21: Zapuštění sloupku do vazného trámu
Obr. 22: Upevnění rohové krokve
Všechny použité spoje (Obr.17 až 25) jsou součástí krovu nad obytnou částí. Vzhledem k tomu, že se jedná o stanovou střechu, tak je zde použita větší škála tesařských spojů než u krovu nad stodolou, kde je použita klasická sedlová střecha.
Obr. 23: Spojení prvků u komínového tělesa
Obr. 24: Oplechování v rohové části střechy
Obr. 25: Vnitřní upevnění bednění
Obr. 26: Venkovní část bednění
39
5.2.
Zjištění druhu dřeva Pro přesné určení dřeva byl použit mikroskop typu Leica a přesný postup měření
uvedený již v předchozí kapitole (4.3.2.). Při důkladném pozorování dřeva pod mikroskopem byly patrné charakteristické znaky, které nám s naprostou přesností pomohli k určení druhu dřeva. Nakonec jsme došli k zjištění, že krovová soustava byla vyrobena ze smrkového dřeva, které bylo již dříve používaným materiálem pro stavbu krovu. Mikroskopická stavba smrkového dřeva
Obr. 27: Tangenciální řez smrkovým dřevem
Obr. 29: Radiální řez smrkovým dřevem
Obr. 28: Příčný řez smrkovým dřevem
Obr. 30: Radiální řez smrkovým dřevem
Obrázky mikroskopické stavby smrkového dřeva jsou pro ukázku převzaty z CD (Stavba dřeva, 2003). Skutečné obrázky mikroskopické stavby smrkového dřeva krovu se nepodařilo zajistit. V tabulce diagnostických znaků jsou charakterizovány všechny znaky, které bylo možno při laboratorním měření pod mikroskopem na vzorcích
40
pozorovat. Jedná se o charakteristické znaky, pomocí kterých jsme mohli zjistit skutečný druh dřeva (Šlezingerová – ústně, 2005). Tab. 2: Tabulka diagnostických znaků smrkového dřeva
diagnostický znak
hodnota
ostrost přechodu mezi jarním a letním dřevem pryskyřičné kanálky stavba a počet epitelových buněk prysk. kanálků typ dřeňového paprsku stavba buněčných stěn příčných tracheid typ a počet teček v křížovém poli rozmístění dvojteček na stěnách tracheid počet parenchymatických buněk na výšku dřeň.p.
5.3.
pozvolný přítomny tlustostěnné, menší 8-12 heterocelulární hladké zvlněné piceoidní (2-4-6) obvykle jednořadé 10-15 (25)
viditelnost na řezech P P, T P, T R R R R T
Výsledky měření rychlosti zvuku, vlhkosti
Krovová soustava nad obytnou částí (měření proběhlo dne 26.11.2005)
2
4
33 11
3 Legenda: 1. krokev 2. pozednice 3. vazný trám 4. sloupek
Obr. 31: Schématické znázornění krovu nad obytnou částí
41
Tab. 3: Tabulka zobrazující naměřené hodnoty krovové soustavy nad obytnou částí
Č.p.
Název prvku
2a
Pozednice
2b
pozednice
2c
pozednice
1c, d
krokev
1a
krokev
1b
krokev
3
boční krokev
4
boční krokev
5
boční krokev
Rozměr Rychlost šíření prvku zvuku (mm) (m/s) 150 1829 150 1974 150 2055 150 1974 150 1807 150 1705 150 1974 150 2000 150 1852 120 1967 120 1875 120 1875 120 2143 120 2034 140 1892 140 1892 140 1892 140 2000 140 1972 140 1892 105 1296 105 2019 105 2019 105 1750 95 1900 95 1900 95 1610 95 1759 95 1759 95 1792 100 1429 100 1282 100 1316 100 1235 110 1897 110 1774 110 1864 110 1864 110 1507 110 1833 130 1444 130 1884
Vlhkost Vzdálenost prvku měření od základny - čela (%) prvku (mm) 17,1 100 17 200 17,3 300 17,1 400 17,2 500 17 1000 16,9 2000 17,1 3500 17,1 4500 17,3 5500 17,1 7500 17,2 9000 16 500 16,1 9000 14,5 200 14,6 600 14,5 1000 14,4 4500 14,3 7000 14,5 9000 10,5 500 10,3 500 10,5 2500 10,2 5500 11,5 500 11,4 1000 11,5 2200 11,5 500 11,4 1700 11,5 3500 10,8 500 10,6 1500 10,6 3500 10,7 5000 10,5 500 10,6 1000 10,5 2500 10,7 3500 10,6 4500 10,4 5500 14,5 500 14,3 1000
Poškození prvku
trhlina trhlina suk
trhlina oslabení zářezem
oslabení zářezem
oslabení zářezem
42
Č.p.
Název prvku
5
boční krokev
6
boční krokev
7
boční krokev
8
boční krokev
4a
sloupek
4b
sloupek
4c
sloupek
Rozměr Rychlost šíření prvku zvuku (mm) (m/s) 130 1940 130 1940 130 1970 130 1912 95 2021 95 1638 95 1727 95 1696 95 1939 95 1696 100 1754 100 1786 100 1316 100 1613 100 1613 100 1563 95 1939 95 1792 95 1727 95 1667 95 1357 95 1939 95 1939 118 1686 118 1967 118 2000 118 2000 118 1967 135 1985 135 2077 135 2015 110 1507 110 1447 110 1571 135 1753 135 1731 135 1709 135 1709 135 1627 147 1934 147 1729 147 1861 147 1885 125 1712 125 1786
Vlhkost Vzdálenost prvku měření od základny - čela (%) prvku (mm) 14,6 2500 14,7 3500 14,5 4500 14,3 5500 12,8 500 12,6 1000 12,4 2000 12,7 3000 12,2 4000 12,4 5000 11,8 500 11,9 800 12,1 1000 11,9 1500 11,7 2500 11,8 3500 10,5 500 10,3 800 10,8 1000 10,6 2000 10,3 3000 10,6 4000 10,7 5000 12,5 200 12,7 400 12,6 600 12,8 800 12,4 1000 12,6 1500 12,3 2000 12,9 2300 13,6 200 13,2 400 13,5 600 13,4 800 13,6 1000 13,3 1500 13,7 2000 13,4 2300 12,6 200 12,5 400 12,5 600 12,3 800 12,4 1000 12,5 1500
Poškození prvku
oslabení zářezem
oslabení zářezem
oslabení zářezem
43
Č.p.
Název prvku
4c
sloupek
4d
sloupek
1
vazný trám
2
vazný trám
3
vazný trám
4
vazný trám
pozednice P
Rozměr Rychlost šíření prvku zvuku (mm) (m/s) 125 1923 125 1812 130 1781 130 1970 130 1646 130 1831 130 1912 130 1857 130 1940 110 1897 110 1864 110 1667 110 1897 110 1964 110 1930 170 1910 170 1910 170 1735 170 1753 170 1771 170 1954 170 1848 170 1910 170 1954 165 1719 165 1737 165 1650 165 1486 165 1755 155 1802 155 1987 155 1782 155 1703 155 1761 155 1782 155 1938 195 2031 195 1931 195 1970 195 1950 195 1931 195 1931 155 1360 155 1462 155 1490
Vlhkost Vzdálenost prvku měření od základny - čela (%) prvku (mm) 12,8 2000 12,4 2300 13,4 100 13,5 200 13,4 300 13,6 400 13,7 500 13,6 700 13,4 900 13,2 1100 13,5 1200 13,4 1400 13,6 1700 13,7 2000 13,4 2300 12,6 300 12,3 400 12,4 500 12,3 700 12,5 1000 12,6 1500 12,8 2500 12,4 3300 12,7 4000 14,1 300 14,6 500 14,3 1000 14,2 2000 14,6 4000 13,6 300 13,4 500 13,5 700 13,3 1300 13,6 2300 13,7 3300 13,5 4300 12,7 300 12,6 500 12,7 800 12,5 1500 12,8 3300 12,4 4300 11,4 300 11,5 4500 11,6 9000
Poškození prvku
zbarvení zbarvení zbarvení zbarvení
44
Č.p. 5
6
7
Rozměr Rychlost šíření prvku zvuku (mm) Název prvku (m/s) nárožní krokev 100 1786 100 2083 100 1887 kleština 35 1129 35 2188 35 2188 200 1250 200 1064 200 1361 krokev-komín 100 1754 100 1563 100 1695 100 1613
podélné měření pozednice
4
krokev
500 500 500 500
4167 5263 4950 5155
Vlhkost Vzdálenost prvku měření od základny - čela Poškození prvku (%) prvku (mm) 12,9 500 13,1 1000 12,8 1500 13,2 300 13,4 500 13,1 800 13,5 1200 13,4 1800 13,1 2500 10,8 300 10,7 500 10,5 800 10,9 1500
16 15,6 14,9 12,5
500 500 500 500
Tabulka uvádí základní údaje, ze kterých je patrné, že naměřené hodnoty se pohybují v limitovaném rozmezí. Podle literatury se rychlost šíření zvuku v příčném směru uvádí 1033 m/s a v podélném směru 4890 m/s. Naměřené hodnoty jsou ve většině případů větší než uvádí literatura, a proto lze prvky považovat za zcela zdravé, které nejsou napadeny biologickými škůdci nebo jinak vnitřně poškozeny.
45
Krovová soustava nad stodolou (měření proběhlo dne 27.11.2005)
2
4
3
1 Legenda: 1. krokev 2. pozednice 3. vazný trám 4. dřevěná podlaha 5. schodiště 5
Obr. 32: Schématické znázornění krovu nad stodolou Tab. 4: Tabulka zobrazující naměřené hodnoty krovové soustavy nad stodolou; hodnoty znázorněné tučně zobrazují poškozený prvek, který je třeba nahradit zdravým, označení P – pravá, S – středový, Č - čelní
Č.p.
Název prvku
1
čelní krokev
2
krokev
3
krokev
4
vazný trám S
5
vazný trám Č
7
krokev
Rozměr Rychlost prvku šíření (mm) zvuku (m/s) 125 125 130 130 130 125 125 125 185 185 205 170 170 170 170 170 115 115
2016 1689 1529 1161 1806 786 1008 1923 1171 2011 1349 945 802 1478 1043 1735 115 115
Vlhkost Vzdálenost prvku měření od (%) základny čela prvku (mm) 26,5 300 26,6 1000 27,3 300 26,9 1000 27,1 1800 29,5 300 29,7 1000 29,6 1800 32,5 500 32,7 1200 32,6 2000 27,8 500 27,5 1000 19,4 1500 17,9 2000 18,1 2500 14,5 300 21,5 400
Poškození prvku
zaoblená hrana trhlina trhlina
napadení tesaříkem
prasklá krokev výskyt hniloby
46
Č.p.
Název prvku
7
krokev
8
9
115 115 115 115 115 krokev 125 125 125 125 125 protější krokev 125 125 125
podélné měření čelní krokev 6
bednění vazný trám
1075 437 1127 1716 1667 328 381 694 1786 1603 2016 1330 1667
Vlhkost Vzdálenost prvku měření od základny (%) čela prvku (mm) 20,9 500 25,6 1000 32,5 1500 30,1 2000 29,8 2500 32,4 100 34,5 200 34,3 400 32,1 1000 33,6 1500 32,5 100 32,7 200 32,4 400
4132 3759 3546 3497 2747 5263
32,5 32,7 32,5 32,6 26,5 26,3
Rozměr Rychlost prvku šíření zvuku (mm) (m/s)
500 500 500 500 500 500
500 500 500 500 500 500
Poškození prvku patrné zabarvení napadení červotočem
napadení plísní napadení plísní napadení plísní
trhlina napadení červotočem
napadení tesaříkem
Z těchto hodnot je patrný přestup ze zdravé části prvku na jeho poškozenou část. Všeobecně se udává, že při měření rychlosti šíření zvuku v příčném směru dřeva se hodnota pohybuje kolem 1033 m/s a v podélném směru 4890 m/s. Naměřené hodnoty ve většině případů byly nižší než hodnoty uvedené v literatuře, a proto bylo nutné u prvků s malou rychlostí šíření zvuku identifikovat dané napadení a navrhnout případná sanační opatření. Popis měření rychlosti šíření zvuku, příprava i stanovení postupu výpočtu je uvedeno v kapitole 4.3.3.2. Měření vlhkosti krovu nad obytnou částí i nad stodolou bylo provedeno dielektrickým admitančním vlhkoměrem dne 29.10.2005, kdy teplota prostředí byla kolem 9 °C. Dle stupnice uvedené na vlhkoměru (viz. kapitola 4.3.3.1.) byly naměřené hodnoty převedeny a byla zjištěna výsledná vlhkost prvků, která se pohybovala kolem 13-18 % nad obytnou částí a 17-35 % nad stodolou. Druhé měření bylo provedeno o měsíc později, kdy teplota okolí byla kolem 5 °C a bylo deštivé počasí. Zjistilo se, že naměřená vlhkost se v průměru zvýšila asi o 4-6 % ⇒ dřevo je schopno neustále přijímat vlhkost z okolí a v malé míře pracuje. Je 47
patrné, že krovová soustava nad stodolou, kde byla zjištěna zvýšená vlhkost, bude více náchylnější na napadení dřevokazným hmyzem a jinými biologickými činiteli.
5.4.
Identifikace biologického napadení krovu Krovovou soustavu nad obytnou částí lze z hlediska smyslového posouzení, ale i
přístrojového měření zařadit mezi zdravou konstrukci, kde nebylo prokázáno žádné napadení biologickými škůdci. Kromě biologického napadení, zde však byly nalezeny prvky, které byly neodborným zásahem oslabeny. Smyslové posouzení a přístrojové měření krovové soustavy nad stodolou, kdy se jedná o starší část objektu, prokázalo výskyt nejen dřevokazného hmyzu, ale i plísní. Příčinou výskytu biologických činitelů je zvýšená vlhkost objektu, špatná větratelnost, nevhodné bednění a další. Pomocí vizuálního posouzení krovu nad stodolou byly dobře viditelné výletové otvory dřevokazného hmyzu, tmavé zbarvení dřeva, ale také plísňové povlaky. Podle výletových otvorů lze předpokládat, že vazný trám byl napaden tesaříkem krovovým (Obr.33). Jedna z krokví vykazovala známky působení červotoče umrlčího za spolupůsobení houby způsobující hnědou hnilobu (Obr.34) a krokev vykazovala známky vysokého poškození → v zhlaví došlo k prasknutí napadené krokve (Obr.35) a pevnost tohoto prvku je již minimální.
Obr. 33: Poškození tesaříkem
Obr. 34: Poškození červotočem + hniloba
48
Obr. 35: Prasknutí krokve v zhlaví
Tesaříka krovového můžeme považovat za nejzávažnějšího škůdce dřeva, který se jako dospělec vyskytuje v období od června až do září. Jeho délka života je cca 1 měsíc a larvy tesaříka napadají převážně jehličnaté dřevo (v našem případě smrk). Dospělý jedinec je schopný naklást 80-200 (400) vajíček, které se vyvíjí 2-3 týdny. Vývoj a aktivní život larev probíhá při vlhkosti dřeva cca 9-65 % a při teplotě 12-38 °C. Optimální je vlhkost dřeva 20-35 % a teplota 29 °C. Při vlhkosti dřeva pod 12 % se rychlost vývoje značně snižuje. Červotoče umrlčího lze také považovat za závažného škůdce, který se vyskytuje koncem jara a na začátku léta (až srpen). Délka života je 6-28 dnů a larvy červotoče napadají převážně jehličnaté, ale i listnaté dřevo. Dospělý jedinec klade 30 vajíček, které se vyvíjí cca 12-15 dnů. Larvy často přezimují a na začátku léta se kuklí. Vývoj a aktivní život larev probíhá při zvýšené vlhkosti (min. 18-19 %) a optimální teplotě 27 °C. Pro zakuklení je však nutný její pokles.
Dalším problémem krovové soustavy nad stodolou bylo napadení, které vzniklo ve vrcholovém spojení dvou krokví (Obr.36). Při bližším zkoumání bylo prokázáno, že se jedná o mikroskopickou houbu neboli plíseň rodu Planifunda, která nemá vysoké destruktivní účinky. I přesto však došlo ke značnému snížení pevnosti dřevěného prvku a rychlost šíření zvuku v místě napadení byla 328 m/s. Jak je patrné na obrázcích, plíseň se rozšiřuje i na bednění a vysoká vlhkost prvku i přístup kyslíku zajišťuje pro plíseň tzv. „živnou půdu“. Plíseň signalizuje špatné provedení krovové soustavy, a proto je
49
třeba provést vhodná opatření pro její odstranění. Zvýšená vlhkost dřevěných prvků, ale i okolí způsobila nejen napadení biologickými vlivy, ale i korozi kovových kolíků, které spojují jednotlivé krokve k sobě.
Obr. 36: Napadení vrcholového spojení krokví plísní
5.5.
Návrh sanace Střešní konstrukci nad obytnou částí lze považovat za zdravou část, kterou
nemusíme z hlediska napadení biologickými činiteli nijak ošetřovat. Malým problémem, který by se zde mohl vyskytnout, by mohly být prvky, u nichž byly provedeny zářezy pro spojení tesařskými spoji, jejichž části do sebe nezapadly → krokve jsou do značné míry oslabeny. V tomto případě bych doporučovala dané prvky v oslabených místech zpevnit. Jedná se o tzv. protézování dřevěných prvků (náhrada nebo doplnění poškozené části nosného prvku novou částí – protézou, s cílem obnovit mechanické vlastnosti). Protéza se tvarem shoduje s odstraněnou nebo chybějící částí prvku. Jako tesařský spoj pro protézování použijeme podélné čepy s podkosenými čely a spoj bude zajištěn dřevěnými svorníky (prvky namáhané na tlak i tah). Střešní konstrukci nad stodolou lze považovat za poškozenou část, kterou je nutno z hlediska napadení biotickými činiteli ošetřovat. Na krovu bylo zjištěno napadení → prokázal se zde výskyt dřevokazného hmyzu, převážně se jednalo o výskyt tesaříka krovového a červotoče umrlčího za spolupůsobení hniloby a ve vrcholovém spojení krokví byla nalezena plíseň. V této krovové části je nutné provést vhodná opatření proti působení biologických činitelů a vylepšit vlastnosti krovu. Ze smyslové metody (zrakem) usuzujeme, že dřevokazný hmyz již není aktivní, ale podle přístrojových metod bylo prokázáno značné poškození prvku, a proto je nutné 50
tyto prvky ze stavby odstranit a nahradit je novými, chemicky ošetřenými prvky. Nově vestavěné, ale i původní prvky musíme preventivně chemicky ošetřit. Jako vhodnou technologii pro ochranu prvků jsme navrhli máčení. Požadavky na typové označení ochranného prostředku jsou uvedeny v normě ČSN 49 0600 (2. třída ohrožení). Vzhledem k tomu, že na střešní konstrukci nad stodolou byla zjištěna vysoká vlhkost (více jak 30 %), je nutné tuto vlhkost z objektu odstranit. Vysoká vlhkost je způsobena špatným položením střešní krytiny a jejím poškozením. Porušením střešní krytiny došlo k průniku vlhkosti až na bednění a z této části se vlhkost přenáší na jednotlivé krokve vykazující sníženou pevnost. Proto bylo doporučeno vyměnit stávající krytinu a střechu řádně odvětrat, protože přes plné bednění nebyla umožněna výměna vzduchu, což mělo za následek poškození prvků biologickými činiteli. Jako vhodný postup ošetření krovové soustavy byl navrhnut: 1) Vyklízení podkroví a očistění prvků pro snadnější přístup k pozednicím, krokvím a zhlavím vazných trámů. Očištění prvků se provede pomocí měkkých, rýžových kartáčů, které nepoškodí povrch dřeva. 2) Provedení konstrukční sanace ve formě výměny celého prvku je zapsána v tabulce 6 a 7 (v příloze) písmenem „V“. Pokud se jedná o zpevnění prvku protézováním, pak jsou v tabulkách 6 a 7 označeny písmenem „Z“. Protézování šikmých prvků (krokví) bude provedeno podélnými čepy s podkosenými čely a spoj bude zajištěn dřevěnými svorníky. 3) Dalším bodem konstrukční sanace bude výměna střešního pláště včetně nového laťování. Na současné konstrukci krovu nad stodolou bylo použito bednění, které neumožňuje vhodné odvětrání střechy a má vysokou vlhkost. 4) Po demontáži střešního pláště bude probíhat postupná konstrukční sanace jednotlivých vazeb. Po celou dobu opravy je nutno dbát na vhodné, provizorní zakrytí střechy, aby při deštivém počasí nedošlo k zatékání do půdního prostoru. 5) Po dokončení konstrukční sanace se poškozené části dřevěných prvků nahradí novými, chemicky ošetřenými prvky za dohledu statika. 6) Nově vestavěné prvky je třeba bezpodmínečně chemicky ošetřit vhodnou technologií. Pro použití prostředků na ochranu dřeva existuje řada postupů a podmínek. Podle požadovaného množství nanesené látky, hloubky průniku látky do dřeva, druhu a sortimentu dřeva jsou známy základní postupy ochrany, jako
51
např. tlaková impregnace dřeva, impregnace máčením a povrchové ošetření. Při volbě technologického postupu je nutno přihlížet k riziku ohrožení stavebního prvku (tzv. třídy ohrožení biologického napadení EN-ČSN 335, ČSN 49 0600), ale i k propustnosti a vlhkostnímu stavu dřeva. Pro nové, chemicky upravené prvky krovu byla použita technologie impregnace máčením, kdy při této aplikaci ochranného prostředku jsou jednotlivé prvky máčeny v chemickém roztoku po dobu více hodin, až několik dnů (dlouhodobé máčení). Většinou se k máčení používají vodorozpustné látky, které pronikají do hloubky několik desetin milimetru až několik milimetrů. Impregnace máčením je prováděna ve specializovaných podnicích, neboť je nutno dbát zvláštních předpisů a nařízení o ochraně životního prostředí a práci s nebezpečnými odpady. 7) Poslední částí sanace krovové soustavy nad stodolou je preventivní ošetření konstrukčních prvků vhodným chemickým prostředkem. Nejvhodnější aplikací ochranných prostředků na daný prvek je postřik. Pro zvýšení účinnosti ochranné látky, proti opětovnému napadení biotickými škůdci, je vhodné aplikaci ochranného prostředku postřikem minimálně 2x opakovat. Zásah je nutno provést dle přiloženého návodu, kde je třeba dodržet odpovídající koncentraci a nános v doporučeném množství na m2 ⇒ účinná chemická ochrana. 8) Odklízení nečistot a zbytků po sanačním zásahu.
52
6.
Diskuse
6.1.
Stav konstrukce Původní konstrukce krovu byla zhotovena ze smrkového dřeva a použité
tesařské spoje byly provedeny dle dřívějších možností (1895). U většiny spojů v celé konstrukci bylo použito převážně přeplátování (pozednice, vazné trámy), začepování (sloupky) a osedlání (krokev na vazný trám nebo krokev na pozednici). Při pozdějších úpravách střešní konstrukce nad obytnou částí vzhledem k přístavbě 2NP došlo k zvednutí střechy, kdy při znovuobnovení střešní konstrukce došlo k jistým změnám a celková střecha dostala nejen nový tvar, ale i nový sklon. Vzhledem k dostupným finančním prostředkům bylo použito na výstavbu stanové střechy část nepoškozených prvků ze staré střešní konstrukce. Proto dnes můžeme pozorovat nedokonalé umístění prvků vzhledem ke dřívějším spojům. V místech spojení krokve z vazným trámem je patrné nedosednutí krokve na vaznicový trám. Při nedosednutí jednotlivých prvků do sebe dochází k oslabení krokve, a proto je nutné oslabený prvek zpevnit tzv. protézováním. Jedná se o náhradu nebo doplnění poškozené části nosného prvku novou částí – tzv. protézou, s cílem obnovit mechanické vlastnosti dřeva. Protéza se tvarem shoduje s odstraněnou nebo chybějící částí prvku. Jako tesařský spoj pro protézování použijeme podélné čepy s podkosenými čely a spoj bude zajištěn dřevěnými svorníky (prvky namáhané na tlak i tah). Průměrná hodnota rychlosti šíření zvuku naměřená u zdravých prvků krovu nad obytnou částí byla 1838,57 m/s kolmo na vlákna a 4883,75 m/s podél vláken, což odpovídá hodnotám uváděným v literatuře 1033 m/s kolmo na vlákna a 4890 m/s podél vláken (Kloiber, 2004). Střešní konstrukce nad obytnou částí není z hlediska naměřených hodnot závažně poškozena a destruktivní účinky se zde neprokázaly. Průměrná hodnota rychlosti šíření zvuku naměřená u zdravých prvků krovu nad stodolou byla 1541,18 m/s kolmo na vlákna a 4697,5 m/s podél vláken. Z toho je patrné, že naměřené rychlosti šíření zvuku ve zdravých částech kolmo na vlákna i podél vláken jednotlivých prvků výrazně převyšovaly hodnoty uvedené v literatuře, a tedy naznačují kvalitu používaného materiálu na výstavbu konstrukce krovu. Průměrné hodnoty poškozených prvků se pohybují v rozmezí 511,44 m/s kolmo na vlákna a 3387,25 m/s podél vláken. Z naměřených hodnot v poškozených prvcích je patrný pokles rychlosti šíření zvuku, a proto je nutné poškozený prvek vhodně sanovat. V našem případě se
53
bude jednat o konstrukční sanaci prvku, kdy dojde k výměně celého prvku nebo jenom poškozené části, kde se část prvku nahradí tzv. protézou. Střešní konstrukce nad stodolou nebyla po dobu svého vzniku nijak rekonstruována, a tak použitý materiál plní svoji funkci již 111 let. Na střešní konstrukci bylo prokázáno nejen napadení prvků biotickými činiteli, ale i zvýšená vlhkost objektu (větší jak 30 %). Střešní konstrukce byla z 1/4 poškozena dřevokazným hmyzem a plísní, a proto bude nutné poškozené prvky nahradit a provést vhodnou chemickou ochranu přípravkem s typovým označením FB (toxicita pro houby), Ip (toxicita pro hmyz preventivně), P (toxicita pro plísně) a podle normy ČSN 49 0600. V čelní části střešní konstrukce ve vaznicovém trámu byli viditelné výletové otvory tesaříka krovového. V boční části bylo patrné napadení krokve červotočem úmrlčím a houbou způsobující hnědou hnilobou. Krokev byla červotočem i hnilobou značně poškozena, a tak vlivem zatížení došlo k prasknutí krokve v zhlaví (viz. kapitola 5.4., obr.35). V tomto případě je nutná výměna poškozeného prvku, a tím zvýšení mechanických vlastností střešní konstrukce. Bylo zjištěno, že dřevokazný hmyz již není dále aktivní, a proto není nutné provádět likvidační opatření. Další poškození bylo viditelné ve vrcholovém spojení dvou krokví, kde došlo k napadení prvků mikroskopickou houbou - plísní rodu Planifunda (AB 120863). Zde byly naměřené rychlosti šíření zvuku výrazně nižší vzhledem k hodnotám uvedeným v literatuře. Zvýšená vlhkost střešní konstrukce, způsobena poškozením střešní krytiny, a tím vnikání srážkové vody do konstrukce, značně napomáhá rozvoji biotických činitelů. Poškození střešní krytiny je také ovlivněno stářím stavby, žárem slunce, mrazem, deštěm, větrem a sněhem. Proto by bylo vhodné původní, poškozenou bobrovou krytinu nahradit krytinou stejného typu, abychom zachovali autentičnost stavby. Pod krytinou se nachází bednění, které je třeba odstranit a nahradit klasickým laťováním → zajištění vhodného větrání stavby. V letošní zimě 2006 připadlo na střešní konstrukci cca 30 cm sněhu. Nedošlo sice vlivem zatížení k závažnému poškození střešní konstrukce, ale u krovu nad obytnou částí došlo k uvolnění střešního vikýře a k jeho vyrvání ze stavby. V současnosti byl vikýř nahrazen latěmi a střešní krytinou.
54
6.2.
Měření rychlosti šíření zvuku Měření rychlosti šíření zvuku napomohlo k identifikaci zdravé i poškozené části
prvku. Podle vzorce Kollmanna a Cotého (1968), kde průměrnou rychlost zvuku vypočteme jako odmocninu z podílu průměrného modulu pružnosti a průměrné hustoty vyplývá, že rychlost šíření zvukových vln je, se zvětšujícím se modulem pružnosti a snižující se hustotou dřeva, větší. Rychlost šíření zvuku také závisí na dřevině, která má anizotropní charakter a se vzrůstající vlhkostí dřeva rychlost šíření zvuku klesá, vlivem zaplňování kapilár vodou namísto vzduchem. Na základě výsledků bylo zjištěno, že naměřené hodnoty se pohybovaly v rozmezí hodnot uváděných v literatuře, hlavně u střešní konstrukce nad obytnou částí, zatímco naměřené hodnoty jednotlivých prvků střešní konstrukce nad stodolou vykazovaly značné poškození viditelné i na povrchu ve formě výletových otvorů. Zde se rychlost šíření zvuku pohybovala okolo 400 m/s a v některých částech nedosahovala ani 200 m/s. V průměru by se rychlost šíření zvuku v příčném směru měla pohybovat okolo 1033 m/s a v podélném směru okolo 4890 m/s. Z toho je patrné, že naměřená hodnota je oproti hodnotě uváděné v literatuře značně snížená. Prvek je nutné ze stávající stavby odstranit nebo poškozenou část nahradit.
6.3.
Návrh sanace Návrh sanace byl proveden pro střešní konstrukci nad stodolou, kde byl zjištěn
výskyt biologických činitelů. Všechny dřevěné konstrukční prvky je nutné mechanicky očistit od zbytků biologického napadení a jiných nečistot. Poškozené části prvků krovu budou nahrazeny novými, chemicky ošetřenými prvky. U střešní konstrukce umístěné nad obytnou částí bude provedeno pouze odklizení nečistot, jako např. střešních tašek a zbytků po stavbě z krajních částí, a tím zajištění správné větratelnosti krovové soustavy, správné hygieny krovu a dojde ke zpevnění prvků, které byly neodborným zásahem oslabeny.
55
Důležité body konstrukční sanace: Ø
výměna celých prvků – jako materiál na konstrukční sanaci bude použita stejná dřevina původně používaná, v našem případě se jedná o smrkové dřevo;
Ø
výměna části prvků (protézování) – jedná se o nastavení malé části poškozeného prvku zdravým prvkem pomocí různých spojů, jako např. přeplátováním, zajištěný svorníkem. Požadavkem je max. pevnost spoje ve všech směrech;
Ø
preventivní chemická ochrana – je nutno provést ochranu nejen nově zabudovaných
prvků,
ale
také
původních
prvků,
abychom
zamezili
znovuobnovení napadení dřevokaznými škůdci; Ø
výměna střešní krytiny – bude spojena i s výměnou laťování, kdy nové střešní latě budou před použitím preventivně chemicky ošetřeny proti biotickým škůdcům. Výměnu celých prvků provedeme v případě, že daný prvek je z větší části
poškozen dřevokazným hmyzem a jeho mechanické a fyzikální vlastnosti jsou sníženy. Jedná se o nahrazení poškozeného prvku novým chemicky ošetřeným prvkem. Protézování provádíme za účelem zpevnění oslabených prvků nevhodným zásahem. V našem případě se jedná převážně o zpevnění 8 krokví, které byly v tloušťce oslabeny tzv. osedláním (viz. obr.19). Chybějící části se nahradí novým prvkem stejné dřeviny. Preventivní chemická ochrana dřeva se provádí za účelem ochrany dřeva vůči hmyzu, protože čerstvé dřevo je pro hmyz velmi atraktivní. Preventivní chemickou ochranu můžeme provést nátěrem nebo stříkáním za použití vhodného chemického prostředku pro 2.třídu ohrožení. Jako způsob nanášení chemického prostředku jsme zvolili stříkání, které zabezpečí vniknutí chemické látky i do trhlin. Způsob nanášení stříkáním je mnohonásobně rychlejší než nanášení chemického prostředku nátěrem. V případě nátěru se látka nedostane do trhlin a účinnost chemické látky je nižší než u nanášení stříkáním. Výměna střešní krytiny je provedena z důvodu nahrazení stávající poškozené krytiny a zajištění krovu před vnikáním vlhkosti do objektu. V současném stavu je střešní konstrukce tvořena bedněním, které je spojeno tzv. „na tupo“. Poškozením střešní krytiny došlo k zatékání vody až na bednění, odkud se vlhkost přenášela i na krokve. Vzhledem ke spojení bednění je střešní konstrukce hůře větratelná a vlhkost se dlouho drží v objektu. Z tohoto důvodu je nutné stávající bednění odstranit a nahradit
56
střešními latěmi a novou krytinou stejného typu. Mělo by dojít k lepší větratelnosti objektu a lepšímu odvodu vlhkosti ze stavby. Pokud snížíme vlhkost pod 20 % zamezíme působení dřevokazných hub, ale ne působení dřevokazného hmyzu, který je schopný napadat i dřevo relativně sušší kolem 12 %. Z tohoto důvodu je třeba konstrukci preventivně ošetřit. Na preventivní chemické ošetření použijeme vhodný ochranný prostředek (požadavky na typové označení ochranného prostředku jsou uvedeny v normě ČSN 49 0600 → 2. třída ohrožení. K sanaci poškozených prvků dřevokazným hmyzem použijeme ochranný prostředek s typovým označením Ip, kterým se provádí preventivní toxikace proti hmyzu. K sanaci poškozených prvků plísní použijeme ochranný prostředek s typovým označením P a pro toxikaci hub způsobujících hnědou hnilobu použijeme ochranný prostředek s typovým označením FB. Nesmíme však zapomínat na to, že prostředky se širokým spektrem účinnosti (ochrana proti hmyzu, houbám) jsou většinou biocidně razantnější než preparáty s cílenou ochranou. Některé prostředky na ochranu dřeva doporučené výrobcem mohou být po stránce ekologické vyhovující, ale přesto u nich není zabezpečeno, že budou účinné. Proto je vhodné znát, na kterých biocidech se účinnost rozkládá, než vědět, co všechno neobsahují. Důležitý je také způsob nanášení ochranného prostředku. Chemický prostředek nanášíme na konstrukci postřikem. Je ideální provést preventivní ochranu v jarním období, kdy ještě nedochází k rojení brouků.
57
7.
Závěr Předmětem bakalářské práce bylo celkové provedení stavebně-technického
průzkumu rodinného domu a odhalení biotických škůdců. Byl proveden STP krovové soustavy nad obytnou částí, kde se výskyt biotických činitelů nepotvrdil a STP krovové soustavy nad stodolou. Již v průběhu průzkumu krovové soustavy nad stodolou bylo zjištěno vážné poškození způsobené dřevokaznými škůdci. Bylo zjištěno, že vazný trám krovové soustavy byl poškozen požerky tesaříka krovového (Hylotrupes bajulus), jedna z krajních krokví byla ve zhlaví poškozena červotočem umrlčím (Anobium pertinax), houbou způsobující hnědou hnilobu a středová krokev ve vrcholové části byla napadena plísní rodu Planifunda. U vybraných konstrukčních prvků krovové soustavy bylo třeba určit přechod mezi zdravou a poškozenou částí prvku, což bylo provedeno měřením šíření rychlosti zvuku prvkem. Naměřené hodnoty byly porovnány s hodnotami uváděnými v literatuře, které jsou 1033 m/s kolmo na vlákna a 4890 m/s podél vláken. Průměrná hodnota zdravých prvků krovové soustavy nad obytnou částí byla 1838,57 m/s kolmo na vlákna a 4883,75 m/s podél vláken. Průměrná hodnota zdravých prvků krovové soustavy nad stodolou byla již o něco nižší, ale stále vyhovující hodnotám uváděným v literatuře → kolmo na vlákna (1541,18 m/s) a podél vláken (4697,5 m/s). Při měření poškozených částí krovu nad stodolou byla zjištěná průměrná hodnota 511,44 m/s kolmo na vlákna a 3387,25 m/s podél vláken. Průměrné hodnoty naměřené rychlosti šíření zvuku v poškozených částech však vykazují značně nižší hodnoty oproti hodnotám uvedeným v literatuře → jedná se o snížení pevnosti prvku a jeho poškození převážně dřevokazným hmyzem. Vhodné ošetření střešní konstrukce se provede podle uvedeného návrhu sanace (viz. kapitola 5.5.). Pro nanesení ochranného prostředku na zabudované prvky se použije stříkání, abychom chemikálii dostali i do těžko dostupných míst, jako např. do trhlin. Chemický prostředek zvolíme dle normy ČSN 49 0600 → 2. třída ohrožení (typové označení FB → 2 vyluhovatelné, Ip, P) a provedeme chemickou ochranu nejen nových, ale i původních prvků, abychom zamezili znovunapadení dřevokazným hmyzem. Nedojde sice k trvalé ochraně dřeva, ale zpomalíme zničení stavby o několik roků až desítek let.
58
8. Resumé The subject of the bachelor work was to make complete building-technical inquiry (STP) of family house and biotic evil-doer detection. STP of roof system was performed on the roof above living room, where presence of biotic factor was unconfirmed, and on the roof system in the barn. While performing research in the barn, heavy damage caused by ligniperdous evil-order was found. It was found out, that binding beam of the roof system was damaged by Hylotrupes bajulus, one of the outer rafters was in gridiron harmed by Anobium pertinax and by fungi, causing brown rot, and the middle rafter in vertical parts assaulted by Planifunda kind fungi. On chosen structural members of roof system was required to determine the transition between healthy and damaged section of the element. It was implemented by metering diffusion speed of sound in the element. Measured values were compared with values featured in literature, which are 1033 m/s upright on grains and 4890 m/s along grains. Suitable treatment of root structure will be done as is written in saving suggestion. As method for applying protective resources will be used squirting, so the chemical will be split into hard reasonable places, e.g. scratches, too. Thereby destruction of the building will be slowed down for from several years to decades.
59
9. Anotace Hlavním úkolem kvalifikační práce bylo provedení stavebně-technického průzkumu (STP) za předpokladu zjištění skutečného stavu konstrukce krovu. Naměřené výsledky přístrojem arborsonic potvrdili na krovu nad stodolou výskyt dřevokazného hmyzu (převážně tesaříka krovového a červotoče umrlčího), výskyt plísně rodu Planifunda a výskyt hniloby ve zhlaví krokve. V tomto případě je nutné provést konstrukční a sanační opatření, které zabrání dalšímu poškození.
Anotace The main function of this qualifying work was to make building-technical research (STP) in case of detection real affection construction roof. Actual results testing-machine arborsonic confirmed at the roof over the barn presence ligniperdous insect (mainly Hylotrupes bajulus and
Hadrobregmus pertinax) presence rot clan
Planifunda and presence dry-rot in the log. In this case is nesesary tumake konstrukcion and saving action, ta prevent next damage.
60
10.
Přehled použité literatury
Baier, J. a Týn, Z.: Ochrana dřeva, 3.přeprac. vyd. Praha: Grada Publisching, 2004. 111 s. ISBN 80-247-9000-9. Dejmal, A.: Základy hydrotermické úpravy a ochrany dřeva, 1. vydání Brno: MZLU, 1998. 192 s. ISBN 80-7157-163-3. Janák, K.: Automatizace pro dřevařské inženýrství, 1. vydání Brno: MZLU, 2003. 296 s. ISBN 80-7157-710-3. Jeřábek, J.: Dřevěné konstrukce, 1. vydání Praha: SNTL, 1995. Kloiber, M.: Stavebně historický průzkum a návrh sanace krovu kostela ve Starém Hobzí, 1. vydání diplomové práce Brno: MZLU, 2004. 150 s. Laessφe, T.: Houby, přeložil Jiří Váňa, 1. vydání Praha: Euromedia Group, k.s., 2004. 304 s. ISBN 80-242-1194. Nakládal, O.: Biologie hmyzích škůdců dřevěných konstrukcí ve střední Evropě, Praha: prezentace, 2005. Požgaj, A., Chovanec, D., Kurjatko, S., Babiak, M.: Struktura a vlastnosti dreva, Bratislava: Príroda, 1997. 198 s. ISBN 80-07-00960-4. Reinprecht, L. a Štefko, J.: Dřevěné stropy a krovy, 1. vydání Praha: ARCH, 2000. 242 s. ISBN 80-86165-29-9. Reinprecht, L. a Žák, J.: Ochrana dřeva ve stavbě, 1. vydání Praha: ARCH, 1998. 95 s. ISBN 80-86165-00-0. Reinprecht, L.: Ochrana dreva a kompozitov, 1. vydání Zvolen: TU, 1994. 128 s. ISBN 80-228-0392-8. Reinprecht, L.: Procesy degradacie dreva, 1. vydání Zvolen: TU, 1996. 114 s. ISBN 80-228-0662-5. Reinprecht, L.: Rekonštrukcia objektov z dreva, 1. vydání Zvolen: TU, 2000. 130 s. ISBN 80-228-0902-0. Svatoň, J.: Ochrana dřeva, 1. vydání Brno: MZLU, 2000. 203 s. ISBN 80-7157-435-X. Unger, A., Schniewind, A. P., Unger, W.: Conservation of wood artifach, 1. vydání Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, 2001. 578 s. ISBN 3-540-41580-7 Urban, J.: Ochrana dřeva I., Hlavní hmyzí dřevokazní škůdci, 1. vydání Brno: MZLU, 1997. 131 s. ISBN 80-7157-254-3.
61
Vinař, J. a Kufner, V.: Historické krovy - Konstrukce a statika, 1. vydání Praha: Grada Publisching, a.s., 2004. 270 s. ISBN 80-7169-575-0. Vinař, J., Kynel, J., Růžička, P., Žák, J.: Historické krovy II. – Průzkumy a opravy, 1. vydání Praha: Grada Publisching, a.s., 2005. 304 s. ISBN 80-247-1111-7 Vlček, M. a kol.: Poruchy a rekonstrukce staveb, 1. vydání Brno: ERA, 2001. 220 s. ISBN 80-86517-10-1. ČSN EN 335-2 (49 0080): Trvanlivost dřeva a materiálu na jeho bázi - Definice tříd ohrožení biologickým napadením - Část 2., 1995. ČSN 49 0600-1: Ochrana dřeva – Základní ustanovení – Část 1: Chemická ochrana, 1998. ČSN 73 3150: Tesařské spoje dřevěných konstrukcí – Terminologie třídění, 1994.
Internetové zdroje (únor 2006): http://plisne.com http://www.sci.muni.cz/botany/studium/ekolhub.htm http://wood.mendelu.cz/nod/e107_cz/nod_plugins/projects/stavba_dreva/index.htm www.euromedia.cz www.mikroregion-hranicko.cz
62
11. Přílohy Příloha č.1: Dokumentace přístavby rodinného domu v Hranických Loučkách, 1956
Obr. 37: Celkový výkres přístavby rodinného domu
Obr. 38: Řez rodinným domem před vlastní přístavbou, 1956
Obr. 39: Půdorys krovu před vlastní přístavbou, 1956
Obr. 40: Adaptace a nádstavba rodinného domu, 1980
Obr. 41: Půdorys krovu po vlastní přístavbě – stávající stav krovu nad obytnou částí
Příloha č.2: Tabulky zobrazující výsledky měření rychlosti šíření zvuku Arborsonicem Tab. 5: Tabulka zobrazující hodnoty naměřené na konstrukci krovu nad obytnou částí; označení „Z“ znamená zpevnění prvku protézou
Č.p.
Název prvku
2a
Pozednice
2b
pozednice
2c
pozednice
1c, d
krokev
1a
krokev
1b
krokev
3
boční krokev
4
boční krokev
5
boční krokev
Průměr prvku (mm) 150 150 150 150 150 150 150 150 150 120 120 120 120 120 140 140 140 140 140 140 105 105 105 105 95 95 95 95 95 95 100 100 100 100 110 110 110 110 110 110 130
Čas šíření zvuku (µs) 82 76 73 76 83 88 76 75 81 61 64 64 56 59 74 74 74 70 71 74 81 52 52 60 50 50 59 54 54 53 70 78 76 81 58 62 59 59 73 60 90
Rychlost šíření Konstrukční sanace zvuku (m/s) 1829 1974 2055 1974 1807 1705 1974 2000 1852 1967 1875 1875 2143 2034 1892 1892 1892 2000 1972 1892 1296 2019 2019 1750 1900 1900 1610 1759 1759 1792 1429 Z 1282 Z 1316 Z 1235 Z 1897 Z 1774 Z 1864 Z 1864 Z 1507 Z 1833 Z 1444 Z
Č.p.
Název prvku
5
boční krokev
6
boční krokev
7
boční krokev
8
boční krokev
4a
sloupek
4b
sloupek
4c
sloupek
Průměr prvku (mm) 130 130 130 130 95 95 95 95 95 95 100 100 100 100 100 100 95 95 95 95 95 95 95 118 118 118 118 118 135 135 135 110 110 110 135 135 135 135 135 147 147 147 147 125 125
Čas šíření zvuku (µs) 69 67 67 66 47 58 55 56 49 56 57 56 76 62 62 64 49 53 55 57 70 49 49 70 60 59 59 60 68 65 67 73 76 70 77 78 79 79 83 76 85 79 78 73 70
Rychlost šíření Konstrukční sanace zvuku (m/s) 1884 Z 1940 Z 1940 Z 1970 Z 2021 Z 1638 Z 1727 Z 1696 Z 1939 Z 1696 Z 1754 Z 1786 Z 1316 Z 1613 Z 1613 Z 1563 Z 1939 Z 1792 Z 1727 Z 1667 Z 1357 Z 1939 Z 1939 Z 1686 1967 2000 2000 1967 1985 2077 2015 1507 1447 1571 1753 1731 1709 1709 1627 1934 1729 1861 1885 1712 1786 -
Č.p.
Název prvku
4d
sloupek
1
vazný trám
2
vazný trám
3
vazný trám
4
vazný trám
pozednice P
5
nárožní krokev
Průměr prvku (mm) 125 125 130 130 130 130 130 130 110 110 110 110 110 110 170 170 170 170 170 170 170 170 170 165 165 165 165 165 155 155 155 155 155 155 155 195 195 195 195 195 195 155 155 155 100
Čas šíření zvuku (µs) 65 69 66 79 71 68 70 67 58 59 66 58 56 57 89 89 98 97 96 87 92 89 87 96 95 100 111 94 86 78 87 91 88 87 80 96 101 99 100 101 101 114 106 104 56
Rychlost šíření Konstrukční sanace zvuku (m/s) 1923 1812 1970 1646 1831 1912 1857 1940 1897 1864 1667 1897 1964 1930 1910 1910 1735 1753 1771 1954 1848 1910 1954 1719 1737 1650 1486 1755 1802 1987 1782 1703 1761 1782 1938 2031 1931 1970 1950 1931 1931 1360 1462 1490 1786 -
Č.p.
Název prvku
5
nárožní krokev
6
kleština
7
krokev-komín
podélné měření pozednice
4
krokev
Průměr prvku (mm) 100 100 35 35 35 200 200 200 100 100 100 100
Čas šíření zvuku (µs) 48 53 31 16 16 160 188 147 57 64 59 62
Rychlost šíření Konstrukční sanace zvuku (m/s) 2083 1887 1129 2188 2188 1250 1064 1361 1754 1563 1695 1613 -
500 500 500 500
120 95 101 97
4167 5263 4950 5155
-
Tab. 6: Tabulka zobrazující hodnoty naměřené na konstrukci krovu nad stodolou; označení „V“ znamená výměnu určité části nebo celého poškozeného prvku
Č.p.
Název prvku
1
čelní krokev
2
krokev
3
krokev
4
vazný trám S
5
vazný trám Č
7
krokev
Průměr prvku (mm) 125 125 130 130 130 125 125 125 185 185 205 170 170 170 170 170 115 115 115 115
Čas šíření zvuku (µs) 62 74 85 112 72 159 124 65 158 92 152 180 212 115 163 98 999 999 107 263
Rychlost šíření Konstrukční sanace zvuku (m/s) 2016 1689 1529 1161 1806 786 1008 1923 1171 2011 1349 V 945 V 802 1478 V 1043 V 1735 V V 115 V 115 1075 V V 437
Č.p.
Název prvku
7
krokev
8
krokev
9
protější krokev
podélné měření čelní krokev 6
bednění vazný trám
Průměr prvku (mm) 115 115 115 125 125 125 125 125 125 125 125
Čas šíření zvuku (µs) 102 67 69 381 328,08 180 70 78 62 94 75
Rychlost šíření Konstrukční sanace zvuku (m/s) 1127 V 1716 V 1667 V V 328 V 381 V 694 1786 V 1603 V 2016 1330 1667 -
500 500 500 500 500 500
121 133 141 143 182 95
4132 3759 3546 3497 2747 5263
V V V V V
Příloha č.3: Tabulkový přehled základních dřevokazných hub DŘEVOKAZNÉ HOUBY Tab. 7: Tabulka zobrazující nejdůležitější a nejčastěji se vyskytující dřevokazné houby ( (1) Laess∅e, 2004 a (2) Baier, 2004)
Dřevokazné houby
Český název
Latinský název
Min. a max. vlhkost
Min. a max. teplota
dřevomorka domácí
Serpula lacrymans
20-55 % (až 130 %) (2)
3-27 °C (2)
koniofora sklepní
Coniophora puteana
22-70 % (až 130 %) (2)
3-35 °C (2)
trámovka plotní
Gloeophyllum sepiarium
20-60 % (až 130 %) (2)
5-44 °C (2)
čechratka sklepní
Paxillus panuoides
Optimální je 50-70 % (až 130 %) (2)
(1)
(1)
(1)
(1)
5-28 °C (2)
Příloha č.4: Tabulkový přehled základního dřevokazného hmyzu DŘEVOKAZNÝ HMYZ tab. 8: Tabulka zobrazující nejdůležitější a nejčastěji se vyskytující dřevokazný hmyz ( (3) Nakládal, 2005 a (4) Unger, 2001)
Dřevokazný hmyz
Český název
Latinský název
Optimální vlhkost
Optimální teplota
tesařík krovový
Hylotrupes bajulus
20-35 % (4)
29 °C (4)
červotoč úmrlčí
Hadrobregmus pertinax
18-19 % (4)
27 °C (4)
hrbohlav parketový
Lyctus linearis
14-16 % (4)
26-27 % (4)
pilořitka velká,
Urocerus gigas
-
-
Camponotus herculeanus
-
-
(3)
(3)
(3)
(3)
(3)
mravenec
Příloha č. 5: Schématické znázornění základních tesařských spojů (ČSN 73 3150)
Název
Sraz
Plátování
Lípnutí
Zapuštění
Zobrazení
Popis
Spojované prvky se k sobě přiloží čely nebo podélnými plochami.
Spojované prvky se stýkají částí čel i podélných ploch, tzv. plátem.
Spojované prvky se k sobě připojí čelem na podélnou plochu.
Čelo jednoho prvku se osadí do zářezu druhého prvku.
Název
Čepování
Přeplátování
Osedlání
Zobrazení
Popis
V jednom prvku se vytvoří na konci čep a v druhém dlab.
Oba prvky jsou po celé délce spoje vyříznuty. Hloubka přeplátování se rovná součtu hloubek zářezů.
Prvky v různých rovinách. Jeden je opatřen zářezem (sedlem), druhý zpravidla není oslaben.
