Rozwój mikroflory na elewacjach jest zjawiskiem naturalnym i nieuniknionym.

 

Glony, nazywane również algami, należą oprócz grzybów do najpowszechniejszych mikroorganizmów występujących na zewnętrznych ścianach budynków.

Glony są zaliczane do grupy roślin beztkankowych, zróżnicowanych pod względem morfologicznym i ekologicznym. Są organizmami fotosyntetyzującymi, czyli za pośrednictwem barwnika chlorofilu syntetyzują składniki pokarmowe w obecności światła, wykorzystując dwutlenek węgla i wodę. Naturalnym środowiskiem życia glonów jest woda, jednakże niektóre powietrzne gatunki (aerofity) występują również w glebie, rozwijają się na kamieniach, drzewach, murach, a ostatnio powszechnie na tynkach budynków poddawanych modernizacji lub renowacji z wykorzystaniem tynków polimerowych. Rozwój mikroflory na elewacjach jest zjawiskiem naturalnym i nieuniknionym. Glony są mikroorganizmami mało wymagającymi i odpornymi na działanie zmiennych warunków atmosferycznych, jednak aby mogły się rozwijać, potrzebują sprzyjających warunków do wegetacji i rozmnażania. Są przenoszone za pomocą wiatru i lokują się w dogodnych warunkach.

Żyją w wilgotnym środowisku, dlatego zakażenia pojawiają się szczególnie wtedy, gdy ściany zewnętrzne budynków są niedostatecznie chronione przed wodą i wilgocią, a odpowiednia temperatura oraz obecność substancji odżywczych sprzyjają ich rozwojowi.

Miejsca zaatakowane przez glony bardzo łatwo rozpoznać po zielonych lub brązowych nalotach na elewacji. Mimo niewielkich rozmiarów są dla ścian bardzo niebezpieczne. Oprócz wpływu na estetykę budynku mają wpływ na trwałość elewacji, niszcząc strukturę wyprawy zarówno przez coraz głębsze wnikanie w jej strukturę, jak i ułatwianie penetracji wody w głąb tynków.

 

Fot. 1. Badania laboratoryjne skuteczności działania biocydów w powłoce z farby silikonowej. Powłoka bez biocydów i z dodatkiem biocydu

 

Przyczyny występowania glonów

Efekt skażenia mikrobiologicznego był w przeszłości stosunkowo rzadkim zjawiskiem, głównie ze względu na szybkie odparowanie wody z elewacji wraz z utratą ciepła ścian. Ściany budynków szybciej niż obecnie przewodziły ciepło z wewnątrz do powierzchni zewnętrznych, na skutek czego nie dochodziło do kondensacji wody na powierzchni elewacji. Wysoka izolacyjność termiczna ścian po modernizacji i wysoka szczelność stosowanych obecnie wypraw zewnętrznych (tynków lub farb) sprzyjają rozwojowi drobnoustrojów. Powierzchnia ścian zewnętrznych wskutek dobrej izolacyjności termicznej nie oddaje ciepła do otoczenia, co powoduje, że para wodna zamiast odparować z elewacji, skrapla się na jej powierzchni. Utrzymywanie się wilgotnych ścian przyspiesza zjawisko osiadania cząstek kurzu i brudu oraz porastania glonów i grzybów na elewacjach. Kolejną przyczyną braku rozwoju drobnoustrojów na elewacjach było powszechne stosowanie tynków zawierających wapno i cement charakteryzujących się wysokim pH. Ponieważ mikroorganizmy zaczynają wzrastać na podłożach od kwaśnego do słabo zasadowego (pH od 2 do 8), tynki takie posiadały naturalną ochronę przed porastaniem grzybów i glonów; wraz z rozwojem nowych technologii ociepleń budynków obserwuje się nasilenie zjawiska występowania glonów. Obecnie najbardziej popularnym rozwiązaniem jest wykończanie elewacji budynków bezspoinowym systemem ocieplenia zwanym w skrócie ETICS (z ang. External Thermal Insulation Composite Systems) z zastosowaniem tynków cienkowarstwowych. Popularność tych tynków ma swoje uzasadnienie - decydują względy estetyczne oraz bardzo dobre parametry techniczne.

Tynki cienkowarstwowe to wyroby produkowane fabrycznie w postaci masy gotowej do użycia lub w postaci proszku i dostępne w szerokiej gamie kolorów. Mają one niestety też i wady. Wszystkie tynki żywiczne, jako materiały zawierające spoiwa organiczne, są stosunkowo łatwo podatne na atak mikroorganizmów, którym spoiwo służy jako pożywka. Pyłki, kurz i fragmenty roślin, które osadzają się na elewacji w trakcie eksploatacji, stanowią dodatkowe źródło pożywienia.

 

Czytaj też: Farby silikatowe - unikatowe właściwości

 

Fot. 2. Naloty glonów występujące w miejscach nierówności na styku płyt warstwy ocieplającej

 

Czynniki determinujące rozwój glonów

Inwestorzy najczęściej koncentrują się na zagadnieniach estetycznych, zapominając o funkcjach technicznych. Po pierwsze problemy eksploatacyjne może generować sam projekt. Skomplikowane bryły budynku, różnorodne formy przestrzenne powodują, że pojawiają się miejsca niedostatecznie doświetlone lub źle „przewietrzane”. Obiekty budowlane są zaś nierozerwalnie związane z ich otoczeniem i aspekt zagrożenia atakiem mikroorganizmów powinien być rozpatrywany już na etapie projektowania budynków.

Istnieje wiele uwarunkowań determinujących rozwój oraz intensywność skażenia mikrobiologicznego elewacji budynków: czynniki atmosferyczne, biologiczne związane ze środowiskiem i techniczne. W znacznej mierze to czynniki środowiskowe decydują o rozwoju mikroorganizmów.

Glony najczęściej się pojawiają na ścianach północnych i wschodnich, gdzie ze względu na ograniczone nasłonecznienie dłużej utrzymuje się wilgoć. Zacienienie elewacji może być spowodowane również gęstym usytuowaniem zabudowy czy też bujnej roślinności.

Usytuowanie budynku, jego architektura często powodują tworzenie miejsc o złej cyrkulacji powietrza, a brak właściwego „przewietrzania” ma wpływ na tempo osuszania zawilgacanej deszczem elewacji. Ściany dłużej pozostają wilgotne, co sprzyja pojawianiu się skażenia i bardziej intensywnemu rozwojowi mikroorganizmów. Szczególnie narażone są budynki usytuowane w pobliżu zbiorników wodnych i na terenach nadmorskich ze względu na wysoką wilgotność powietrza.

Usytuowanie budynku w pobliżu drzew i krzewów, a szczególnie w okolicy dużych skupisk zieleni, gdzie zarodniki i cząstki organiczne występują w dużym stężeniu, powoduje osadzanie się ich na powierzchni elewacji, zwłaszcza wtedy, gdy jest ona zawilgocona. Ruchliwe arterie czy obszary przemysłowe są źródłem zanieczyszczenia atmosfery, co naraża elewację na osiadanie na niej kurzu i brudu, stanowiących pożywkę dla mikroorganizmów.

Niebagatelny wpływ na wzrost glonów mają również czynniki techniczne: dobór materiałów ze względu na występujące zagrożenia biologiczne oraz ich jakość. Ciągle jeszcze doborze materiałów decyduje ich cena lub rekomendacje handlowca. Rzadkim kryterium doboru rozwiązań materiałowych jest kryterium jakościowe, rozumiane jako trwałość eksploatacyjna systemu. Ogromne znaczenie ma też technika nakładania warstw zewnętrznych oraz jakość przygotowanie podłoża. Długoletnie obserwacje ocieplanych elewacji budynków wykazały, że nierówności powierzchni wynikające z nierównego lica płaszczyzny warstwy termoizolacji czy nierównomierne zatarcie wyprawy tynkarskiej są przyczyną osadzania się zabrudzeń, a co za tym idzie skażenia mikrobiologicznego. Najłatwiejszą do zaobserwowania przyczyną zawilgoceń ścian są wszelkiego rodzaju błędy montażu obróbek blacharskich, rynien, zadaszeń i innych elementów mających za zadanie ochronę przed działaniem wody. Często spotykane są parapety bądź obróbki gzymsów o niedostatecznym lub wręcz złym (w stronę ściany) spadku, niedokładnie zamontowane lub uszkodzone łączniki rynien i rur spustowych lub uszkodzenia pokryć dachów. Permanentne zawilgocenie ściany budynku nieuchronnie prowadzi do wzrostu na ich powierzchni glonów i grzybów.

 

Plecamy także: Remonty murów licowych

 

Fot. 3. Glony rosnące na ścianie zawilgoconej na skutek uszkodzonych obróbek blacharskich

 

Korozja biologiczna elewacji

W powszechnym mniemaniu mikroorganizmy powodują tylko utratę walorów estetycznych elewacji budynków, jednakże glony, grzyby i porosty występujące na elewacjach powodują korozję biologiczną materiałów budowlanych. Niepożądane procesy (biodeterioracja) są zmianami właściwości materiałów spowodowanymi aktywnością życiową mikroorganizmów. Początkowo są one drobne, ale się nasilają. Glony i grzyby podczas wegetacji wydzielają związki organiczne, które mogą wpływać niszcząco na strukturę tynku, np. powodując uszkodzenia mechaniczne, a także poszerzając istniejące wcześniej spękania. Ponadto intensywne naloty zatrzymują wodę, która wnikając w mikrospękania, stanowi dodatkowy czynnik niszczący. Destrukcja materiałów porażonych mikroorganizmami jest procesem rozciągniętym w czasie, a jej skutki zależą nie tylko od rodzaju materiału, jego zdolności do absorpcji wody, przepuszczalności pary wodnej, ale również od warunków środowiskowych i intensywności skażenia. W wyniku biodeterioracji może ulec zniszczeniu warstwa tynku elewacyjnego stanowiąca podstawową ochronę zewnętrznych przegród budowli. W efekcie uszkodzeń ściany zewnętrzne stopniowo tracą właściwości termoizolacyjne w związku z zawilgoceniem warstwy ocieplenia i może dochodzić do skraplania pary wodnej w jej wnętrzu. W skrajnych sytuacjach na wewnętrznych powierzchniach ścian pojawia się pleśń.

 

Fot. 4. Naloty glonów na daszku nad wejściem do klatki schodowej i na przyległej ścianie zawilgacanej wodą odpryskującą od daszku

 

Jak zapobiegać skażeniu elewacji przez glony

Z problemem korozji biologicznej na materiałach elewacyjnych można i trzeba walczyć, ale przede wszystkim należy działać prewencyjnie - najlepiej w fazie projektowania budynku. Rozporządzenie [1] wskazuje, że do budowy należy stosować materiały, wyroby i elementy budowlane odporne lub uodpornione na zagrzybienie i inne formy biodegradacji odpowiednio do stopnia zagrożenia korozją biologiczną.

Jest wiele przyczyn, dla których należy wcześniej podejmować działania zapobiegawcze chroniące obiekty budowlane przed skażeniem mikrobiologicznym. Istotną przyczyną są bardzo wysokie koszty usunięcia organicznych nalotów oraz przede wszystkim względy zdrowotne. Żyjące w symbiozie z glonami grzyby pleśniowe są szkodliwe dla zdrowia.

Aby nie dopuścić do skażenia mikrobiologicznego, należy właściwie rozpoznać zagrożenie, stosować profilaktyczne zabezpieczenie oraz dbać o trwałość budynków.

 

Przeczytaj także: Inaczej o termomodernizacji

 

Bardzo ważny jest dobór warstwy zewnętrznej (tynku, farby) do warunków środowiskowych i to jak bardzo narażony jest budynek na czynniki sprzyjające wzrostowi mikroorganizmów. Z doświadczeń wynika, że stosowanie powłok bez właściwego zabezpieczenia ich przed mikroorganizmami spowodowało nagminne pojawianie się glonów i porostów na elewacjach.

Farby i tynki dekoracyjne stanowią zwieńczenie systemów elewacyjnych, będące jednocześnie wizytówką całego domu. W związku z tym, że tworzą one zewnętrzną warstwę ściany, są najbardziej narażone na działanie niepożądanych czynników. Dlatego, obok walorów wizualnych, muszą się charakteryzować także odpornością na szkodliwe zjawiska. Na rynku istnieje wiele różnego rodzaju tynków i farb uodpornionych na korozję biologiczną przez dodawanie substancji czynnych potocznie zwanych biocydami.

Wymagania dotyczące właściwości użytkowych, po wyschnięciu i stwardnieniu, tynków wewnętrznych i zewnętrznych definiują normy:

  • PN-EN 998-1 - ma zastosowanie do zapraw tynkarskich na spoiwach nieorganicznych [2];
  • PN-EN 15824 - ma zastosowanie do tynków na spoiwach organicznych oraz do tynków ze spoiwami nieorganicznymi typu silikaty, silikony, silany i siloxany [3].

Wymagania wg [2] obejmują: gęstość w stanie suchym, wytrzymałość na ściskanie, przyczepność, absorpcję wody, przepuszczalność wody, przepuszczalność pary wodnej, przewodzenie ciepła, reakcję na ogień oraz trwałość. Wymagania wg [3] obejmują przyczepność (adhezję), absorpcję wody, przepuszczalności pary wodnej, przewodzenie ciepła, reakcję na ogień oraz trwałość. Normy uzależniają zakres wymagań od właściwości i/lub sposobu stosowania wyrobu. W obu normach trwałość potwierdza się badaniem mrozoodporności i w żaden sposób nie nawiązuje ona do odporności powłok na mikroorganizmy. Wymagań w zakresie odporności powłok na korozję biologiczną nie definiuje również ETAG 004 [4], który określa wymagania prowadzące do oznakowania znakiem CE złożonych systemów izolacji cieplnej z wyprawami tynkarskimi. Odporność na mikroorganizmy jest na tyle istotną właściwością powłok elewacyjnych, że nie powinna być pomijana w wymaganiach stawianych tym powłokom. Nasuwa się pytanie: czy w ocenie trwałości tynków, tam gdzie to uzasadnione, nie powinniśmy uwzględnić również ich odporności na działanie mikroorganizmów? Niestety, informacje umieszczane przez producentów na etykietach czy w kartach technicznych o tym, że powłoka jest odporna na działanie mikroorganizmów, bywają niepoparte odpowiednimi badaniami i trudne do zweryfikowania.

Na życzenie producenta, od roku 2017, w krajowych ocenach technicznych można zamieścić ocenę podatności tynków i farb na wzrost glonów. Instytut Techniki Budowlanej opracował warunki oceny właściwości użytkowych w tym zakresie. Na podstawie tych ustaleń producenci mogą, po uzyskaniu pozytywnych wyników badań, wpisać tę właściwość do KOT na system ociepleń. Ułatwi to inwestorom dobór właściwych powłok tynkarskich i malarskich do określonych warunków środowiskowych.

Oczywiście nie oznacza to, że powłoka z dodatkiem biocydu po wykonaniu jest wieczna. Należy pamiętać, że substancje czynne, aby mogły wnikać w komórki mikroorganizmów, muszą być wodorozcieńczalne, a to oznacza ich ograniczoną skuteczność w czasie.

Ponadto biocydy powłokowe są dodawane do tynków i farb w postaci tzw. donoru, co powoduje, że się on uwalnia stopniowo, zapewniając długotrwałą ochronę. Jego ilość jednak jest ograniczona, a zatem i działanie jest zapewnione tylko przez określony czas, nieprzekraczający z reguły 5-7 lat. Jednak w szczególnie trudnych warunkach czas ten może ulec znacznemu skróceniu. Nawet poprawnie wykonana elewacja podlega prawidłowości: im większe obciążenie mikroorganizmami, tym biocyd jest bardziej zużywany i tym krótszy czas jego skutecznego działania.

 

Fot. 5. Intensywny wzrost glonów w zacienionym, źle wentylowanym narożu budynku

 

Ze względu na zapobieganie korozji biologicznej niezwykle istotne jest również właściwe utrzymanie i konserwacja obiektów. W praktyce należy stosować: regularne przeglądy pozwalające w porę wykryć i usunąć już pierwsze objawy skażenia powierzchni, czyszczenie elewacji mające na celu usunięcie nagromadzonych tam organicznych zanieczyszczeń stanowiących pożywkę dla glonów i grzybów oraz okresowe stosowanie preparatów bioaktywnych stanowiących uzupełnienie biocydów zapobiegających porastaniu elewacji.

W ten sposób można przedłużyć żywot elewacji. Jeżeli naprawy zostaną wykonane w odpowiednim czasie, nie będą wymagały dużych nakładów pracy i nakładów finansowych.

Mycie elewacji to typowy zabieg konserwacyjny, polegający na usuwaniu cząstek organicznych stanowiących pożywkę dla mikroorganizmów; powinien on być przeprowadzany co kilka lub kilkanaście lat, w zależności od stopnia zabrudzenia. Tynk z brudu i nalotów myje się wodą pod ciśnieniem za pomocą myjki ciśnieniowej. Do wody dodaje się detergent lub specjalny środek do mycia fasad (mają zazwyczaj w ofercie firmy sprzedające systemy ociepleń). Następnie powierzchnię dokładnie się spłukuje czystą wodą i pozostawia do wyschnięcia. W nielicznych przypadkach, dla poprawienia efektu wizualnego, umyte ściany wymagają ponownego malowania. Jeżeli zabrudzenia są niewielkie, samo mycie jest zabiegiem wystarczającym. W ramach konserwacji wykonuje się również naprawy drobnych rys czy ubytków. Nie należy zapominać o okresowym czyszczeniu wszelkich daszków oraz parapetów (odpryskująca, brudna woda stanowi pożywkę dla mikroorganizmów).

W przypadku porażenia elewacji przez glony czy grzyby pleśniowe, oprócz zmycia elewacji, konieczne jest przeprowadzenie zabiegów dezynfekcyjnych i zabezpieczających przed ponownym porastaniem za pomocą preparatów przeznaczonych do usuwania glonów i grzybów. Oczyszczone i odkażone powierzchnie należy zabezpieczyć przed ponownym skażeniem mikroorganizmami. Można użyć farby o zwiększonej odporności na porastanie (farby z dodatkiem biocydów) lub preparatu przeznaczonego do zabezpieczania przed porastaniem glonami i grzybami.

Do odkażania i do zabezpieczania można stosować każdy z dostępnych na rynku preparatów, posiadających pozwolenie na obrót produktem biobójczym, wydane przez Ministra Zdrowia. Skuteczność takich produktów została potwierdzona odpowiednimi badaniami. Należy przestrzegać zaleceń umieszczanych w karcie technicznej i na etykiecie produktu. W przypadku zabezpieczania farbą (nie preparatem) polecane jest zastosowanie takiego samego rodzaju farby, jaką pomalowano powierzchnię, lub każdej farby, którą producent przeznacza do stosowania na podłożach (tynkach) użytych przy termomodernizacji.

Zazwyczaj producenci systemów ociepleniowych oferują również środki do dezynfekcji i zabezpieczania ścian. Zakres stosowania proponowanych środków można sprawdzić w rejestrze produktów biobójczych na stronie Urzędu Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych na stronie www.urpl.gov.pl.

Ważne jest, aby przed rozpoczęciem odkażania zlikwidować miejscowe przecieki, czyli naprawić izolacje, obróbki blacharskie i instalacje.

 

Podsumowanie

Obecnie możliwy jest wybór rozwiązania dostosowanego do specyfiki samego obiektu i miejsca, w którym jest on zlokalizowany. Odpowiedni dobór powłok elewacyjnych, ich konserwacja, właściwie przeprowadzane przeglądy techniczne oraz w porę podejmowane naprawy sprzyjające utrzymaniu obiektu we właściwym stanie technicznym zapobiegają porażeniu elewacji przez mikroorganizmy. Odwlekanie koniecznych zabiegów renowacyjnych może prowadzić do degradacji budynku, obniżania jego wartości i wzrostu nakładów koniecznych na jego utrzymanie.

 

mgr inż. Anna Wiejak

Instytut Techniki Budowlanej

Zakład Inżynierii Materiałów Budowlanych

Zdjęcia autorki

 

Źródła

  1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dział VIII „Higiena i zdrowie” § 322 pkt 2).
  2. PN-EN 998-1 Wymagania dotyczące zapraw do murów. Część 1: Zaprawa tynkarska.
  3. PN-EN 15824 Wymagania dotyczące tynków zewnętrznych i wewnętrznych na spoiwach organicznych.
  4. ETAG 004 Złożone systemy izolacji cieplnej z wyprawami tynkarskimi.