Jak powódź wpływa na budynek oraz stan jego przyziemi?

Powodzie w górnym dorzeczu Odry występowały od zawsze. W miesiącach letnich były one związane ze zbyt dużymi opadami, w lutym i marcu – z roztopami. Od XII do XX w. odnotowano w Raciborzu, Opolu i we Wrocławiu ok. 120 powodzi o różnym nasileniu [1]. W tym czasie zaczęły powstawać pierwsze doraźne zabezpieczenia przeciwpowodziowe [4].

W 1813 r. nastąpiła katastrofalna powódź opadowa. Maksymalna wysokość fali powodziowej w Opolu wyniosła wówczas 604 cm, tzn. przekroczyła o ponad 200 cm stan alarmowy. W 1997 r. podczas powodzi tysiąclecia osiągnęła poziom aż 777 cm.

W 1742 r. Śląsk przeszedł pod panowanie pruskie, a następnie częściowo habsburskie, pod którego wpływem wówczas wykształcił się na opisywanych terenach określony styl i sposób budowania kamienic w centrach miast. Budynki wówczas wznoszone miały pełne podpiwniczenie ze stropem odcinkowym, najpierw łukowym, a następnie płaskim – typu Kleina. Grubości ścian piwnicznych przeważnie wynosiły dwie-dwie i pół cegły. Stropy wyższych kondygnacji oparte były na belkach drewnianych. Ławy fundamentowe w budynkach powstających po ok. 1860 r. były ceglane, schodkowe. W tym okresie nie stosowano izolacji przeciwwilgociowych – zastępowano je we wczesnych latach XX w. systemem drenaży. Wrocław miał najlepiej rozwinięty system drenaży w całej Europie. Należy zaznaczyć, iż izolacje przeciwwilgociowe zaczęły powstawać w budynkach nowo wznoszonych dopiero po 1920 r. Ich trwałość oceniano wówczas na 15–30 lat. Można zatem przyjąć, iż podczas powodzi z 1997 r. w większości starych wielomieszkaniowych budynków komunalnych były niesprawne zabezpieczenia przeciwwilgociowe lub nie było ich wcale.

Działanie wody w zalanym budynku

Woda znajdująca się w pomieszczeniach piwnicznych, a często i na parterze budynków (gdy nie ma możliwości jej wypompowania/ usunięcia), w ciągu kilku dni powoduje całkowite nasączenie kapilar w przegrodach ceramicznych. Czas wysychania naturalnego przegród w piwnicach budynków po powodzi można określić wzorem:

t = 1,1/ η · d²,

gdzie:

d – odległość, jaką przemierza wilgoć w kierunku powierzchni przegrody, z której może odparować [cm],

η – prędkość wysychania przegrody [cm²/dobę], zawiera się w granicach od 0,25 do 2,5 i uzależniona jest od rodzaju przegrody i warunków wysychania.

Przez większą część roku w pomieszczeniach piwnicznych (nieogrzewanych) w budynkach wielomieszkaniowych, których zagłębienie wynosi ok. 2,5 m poniżej poziomu gruntu, temperatura powietrza w pomieszczeniach (w okresie, w którym możliwe jest osuszanie) oscyluje w granicach 10–12°C. Po zalaniu wodami powodziowymi poziom zawilgocenia ścian piwnic tych budynków przy braku lub tylko częściowo sprawnych izolacjach od początkowej wartości zawilgocenia wynoszącej najczęściej od 4 do 10% wilgotności masowej podnosi się do wartości pełnego nasycenia, czyli 22–24%, przy względnej wilgotności powietrza wewnątrz pomieszczeń piwnicznych w granicach 70–80%.

Nawet przy założeniu pełnej sprawności izolacji przeciwwilgociowych pełne naturalne wyschnięcie ścian do wartości 4% wilgotności w przedstawionych wyżej warunkach nastąpi po ok. 13 latach. Jeśli dodatkowo weźmiemy pod uwagę, że spełnienie tych warunków dotyczy niespełna połowy roku kalendarzowego, pełne naturalne wysuszenie przegród w piwnicach nastąpi co najmniej 6 lat później [3].

Powódź hydrogeologiczna

Charakterystyka

Za powódź uważa się najczęściej zalanie budynku (lub jego części) przez występujące z brzegów rzeki, topniejący śnieg itp. Literatura fachowa wyróżnia jeszcze jeden rodzaj powodzi – tzw. powódź hydrogeologiczną [2]. Jest ona o tyle niebezpieczna, że niewidoczna. Powódź hydrogeologiczna ma miejsce wtedy, gdy w danym rejonie następuje zmiana stosunków hydrogeologicznych. Zdarza się, iż w piwnicach budynków uważanych przez wiele lat za suche (wyposażonych w sprawne izolacje przeciwwilgociowe – nie przeciwwodne) na podłogach pojawia się zawilgocenie, a następnie pojawia się woda, w niektórych wypadkach dochodząca do wysokości kilkudziesięciu centymetrów ponad poziom posadzki. Takie zjawiska utrudniają lub uniemożliwiają dotychczasową eksploatację budynku lub określonego obszaru zabudowy oraz są przyczyną określonych strat materialnych.

Tego typu powodzie występują:

• na obszarach o skomplikowanej budowie geologicznej, a szczególnie w rejonach zaburzonych glacitektonicznie,
• w strefach dolin rzecznych, na skutek przekroczenia w ciekach poziomów alarmowych,
• na obszarach o zmienionej morfologii, gdzie zniszczono np. przez zasypanie dawną sieć hydrograficzną (rzeki, jeziora, stawy itd.) lub zaprzestano czerpania wody z pokładów wodonośnych, tj. ze studni głębinowych, lub na skutek osiadania całych zurbanizowanych obszarów spowodowanego wydobyciem złóż kopalnych (fot. 1, 2, 3),
• gdy dla obszarów planowanych do zurbanizowania nie opracowano prognozy hydrogeologicznej i nie określono przewidywanych zmian w stosunkach wodnych dla budynków już istniejących,
• gdy np. w centrach miast powstają budynki z wielopoziomowymi garażami podziemnymi – mogą one zmieniać się okresowo w budynki piętrzące dla spływających wód gruntowych i powodować podtapianie piwnic okolicznych, najczęściej historycznych budowli.

Powodzie hydrogeologiczne pojawiają się niezauważalnie. Najczęściej rozwijają się bardzo powoli. Pierwszą barierą dla wody naporowej są przegrody budynku oraz sprawne lub częściowo sprawne izolacje przeciwwilgociowe. Po przekroczeniu tej bariery i osiągnięciu kulminacji mogą się utrzymywać przez wiele miesięcy, a nawet lat. Ustępują również powoli, czego skutkiem są nie tylko straty w substancji budynku, lecz także dyskomfort użytkowania takich budowli.

Przeciwdziałanie

Zabezpieczanie przed taką powodzią oraz walka z podtopieniami hydrogeologicznymi w częściach podziemnych budynków i budowli są niezmiernie trudne i kosztowne.

Pierwsze, nierzadko dramatyczne, próby podejmowane w celu rozwiązania problemu to wykonanie drenażu opaskowego wokół budynku i odprowadzenie nadmiaru wody, wykonanie następnej izolacji poziomej na wyższym poziomie lub wręcz zasypanie piwnic. Sposoby te są jednak zabiegami mało skutecznymi lub wręcz nietrafionymi. Również ze względów ekonomicznych niemożliwe jest obniżenie poziomu wody naporowej wokół otaczającego terenu i wykonanie zewnętrznej izolacji przeciwwodnej. Czasami zdarza się, iż powódź hydrogeologiczna może doprowadzić do znaczących spękań budynków, co świadczy o uruchomieniu niekontrolowanego procesu osiadania gruntów.

Zagrzybienie budynku po powodzi

Jedną z konsekwencji występowania przez wiele lat nadmiernej wilgoci w ścianach przy braku lub niesprawności izolacji przeciwwilgociowych jest powstanie na licach ich przegród kolonii grzybów pleśniowych. Do najczęściej występujących grzybów w budynkach zalanych podczas powodzi należą Fusarium oxysporum i Cheatonium globosum.

Przy okazji wykonywania całościowej ekspertyzy mykologiczno-budowlanej budynku w Raciborzu wykonano badania mikrobiologiczne grzybów pleśniowych występujących na ścianach piwnicznych [6]. Podczas powodzi w 1997 r. woda w piwnicach według relacji mieszkańców dochodziła do wysokości ok. 30 cm nad posadzką. Budynek nie ma żadnych izolacji przeciwwilgociowych.

Po przeprowadzeniu badań okazało się, że w piwnicach poziom jtk, czyli jednostek tworzących kolonie grzybów, znacznie przekraczał tam poziom 5000 (rys.).

Na ścianach piwnicy wyodrębniono 33 gatunki grzybów, głównie rodzaje: Aspergillus, Penicillium i Trichoderma oraz gatunki z rzędu Mucorales. W piwnicy rozwijały się Alternaria alternata, Cladosporium cladosporioides i C. herbarum. Grzyby te są częstą przyczyną alergii. Stwierdzono również obecność Aspergillus flavus i A. versicolor, które mogą być chorobotwórcze – mogą powodować choroby narządów wewnętrznych: płuc, nerek, wątroby. Spośród wymienionych za szczególnie niebezpieczny uznawany jest Aspergillus flavus, a także Stachybotris atra i Chaetomium globosum.

Zarówno skład gatunkowy, jak i liczebność grzybów świadczą o dawno rozpoczętym procesie rozwoju tych organizmów na powierzchni murów. Podczas długotrwałego zawilgocenia ścian zazwyczaj następuje ekspansywny wzrost gatunków najsilniej rosnących i najlepiej przystosowanych do istniejących warunków bytowych. O ponadnormatywnej obecności wody na powierzchni i wewnątrz kapilar ścian badanych pomieszczeń świadczy obecność higrofilnych grzybów z rzędu Mucorales: Actinomucor sp., Rhizopus sp. i Mucor sp. Przy tak licznym występowaniu, szczególnie w piwnicach (znacznie powyżej tła), wymienione gatunki grzybów mogą stanowić realne zagrożenie dla zdrowia, mimo liczebności żywych struktur grzybów w powietrzu nieprzekraczającej dopuszczalnej normy, ujętej w dyrektywie 2000/54/EC z 17 września 2000 r. dotyczącej ochrony pracowników przed działaniem czynników biologicznych w pracy.

Podsumowanie

1. Powodzie w górnym w dorzeczu Odry występowały zawsze. Latem ich przyczyną były zbyt obfite opady, w lutym i marcu – roztopy.
2. Brak jakichkolwiek zabezpieczeń przeciwwilgociowych budynków był dawniej i jest obecnie przyczyną stałego zawilgocenia piwnic i ich ciągłego porażenia biologicznego.
3. Powodzie jako zjawisko hydrologiczne w przeważającej liczbie wypadków spowodowane są niewłaściwą gospodarką zasobami wodnymi. Na terenach o zmiennych warunkach hydrologicznych izolacje ścian piwnicznych powstających budynków powinny być projektowane jako przeciwwodne lub należy świadomie zrezygnować w takich budynkach z podpiwniczenia.
4. Powodzie hydrogeologiczne powinno się traktować jak klęski żywiołowe na równi z powodziami następującymi po nasilonych opadach lub roztopach.
5. Grzyby rozwijające się w pomieszczeniach piwnicznych w opisywanej liczebności i składzie gatunkowym stanowią zagrożenie dla zdrowia użytkowników budynków.

Literatura

1. M. Adamska, „Pożary i powodzie dawnego Opola”, [w:] materiały VIII Sympozjum „Ochrona obiektów budowlanych przed wilgocią, korozją biologiczną i ogniem”, nr 9s/A/2005.
2. M. Dankowski, I. Wróbel, „Aspekty techniczne związane z podtapianiem budynków w wyniku powodzi hydrogeologicznych”, [w:] materiały VII Sympozjum „Ochrona obiektów budowlanych przed korozją biologiczną i ogniem”, nr 10s/A/2003.
3. J. Karyś, K. Kujawiński, „Opóźnione w czasie skutki powodzi występujące w starych budynkach”, [w:] materiały XIV Konferencji „KONTRA 2004. Trwałość budowli i ochrona przed korozją”, nr 5s/A/2004.
4. H. Orzeszyna, D. Gawlikowski, „Doraźne zabezpieczenia przeciwpowodziowe”, „Materiały Budowlane”, nr 12/2005.
5. I. Kosińska, „Grzyby w powietrzu a zagrożenie zdrowotne”, IZOLACJE, nr 4/1999.
6. A. Kliniecki, C. Magott, K. Matkowski, R. Piechaczek, „Analiza określająca stan zagrożenia bezpieczeństwa ludzi i mienia wraz z przeprowadzeniem badań mikrobiologicznych oraz dokonaniem oceny więźby pod względem mykologicznym w budynku przy ul. Stelmacha 1 w Raciborzu”, Racibórz 3/2010 [materiały własne – C. Magott].

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!