Grzyby i glony na ocieplonych fasadach

Glony i grzyby należą do najstarszych mikroorganizmów na Ziemi. Podczas ewolucji dostosowały się do życia w wielu środowiskach. Można je znaleźć zarówno w gejzerach Islandii, jak i na najwyższych szczytach Himalajów. Występują na prawie wszystkich podłożach, np. na kamieniu, drewnie, metalu, szkle, a także na fasadach, na których tworzą zielony (glony), czarny (grzyby) lub zielono-czarny (glony i grzyby razem) nalot. W 2001 r. w fachowych kręgach nasiliły się dyskusje o tym, czy docieplane elewacje są silniej atakowane przez glony i grzyby niż powierzchnie innych fasad.

• Najczęściej stawiane pytania brzmiały:
• jaka jest różnica w występowaniu nalotu na docieplonych i niedocieplonych fasadach?
• czy istnieją tynki lub powłoki malarskie, które silniej pokrywają się nalotem?
• czy fasady ocieplone materiałem termoizolacyjnym grubości ponad 8 cm są bardziej atakowane przez glony i grzyby?
• jakie są najskuteczniejsze metody postępowania w walce z osiedlonymi koloniami glonów i grzybów?

W jakich warunkach występują grzyby i glony?
W latach 1999-2001 w laboratorium mikrobiologicznym firmy Caparol przebadano 56 próbek nalotu pobranych z różnych fasad budynków i przeanalizowano ich skład. W trzynastu przypadkach stwierdzono, że były to glony i grzyby razem. Ponadto w wielu próbkach pewne rodzaje grzybów występowały razem. Z wyników można wnioskować, że fasady porastają przeważnie grzybami Alternaria i Cla-dosporium. Oba rozsiewają zarodniki w powietrzu przede wszystkim w miesiącach letnich. Są to grzyby czerniejące, dlatego pokryte nimi powierzchnie domów sprawiają wrażenie brudnoszarych. Glony wymagają do życia podobnych warunków jak grzyby. Zielony, szary lub czarny nalot występuje na fasadach nierównomiernie - glony i zarodniki grzybów są wprawdzie transportowane przez wiatr wszędzie, ale nie wszędzie mogą się rozmnażać, ponieważ odpowiednie do ich wzrostu warunki wilgotnościowe, cieplne i pokarmowe występują na różnych fasadach w różnym nasileniu.

• Czynniki mające duży wpływ na wilgotność powierzchni fasady to:
• przypadająca w danym roku liczba dni, w których występują opady i mgła. Przykładowo, w latach 1979-1981, 1986 - 1988 oraz 1998 - 2000 pojawiło się bardzo dużo powierzchni pokrytych nalotem glonów i grzybów, a jednocześnie ze statystyki wynikało, że były to lata ze szczególnie dużą liczbą dni z opadami;
• błędy projektowe i wykonawcze, związane np. ze złym odprowadzaniem wody z dachu, rozpryskującą się wodą w rejonie cokołów;
• nachylenie powierzchni; bardziej nachylone powierzchnie są silniej na rażone na działanie opadów atmosferycznych niż powierzchnie pionowe, z których woda spływa szybciej;
• podsiąkająca wilgoć z podłoża, nawilżająca powierzchnię fasady (oprócz wody opadowej i rozpryskowej);
• zacienienie fasady, ponieważ powierzchnie zacienione pozostają dłużej wilgotne;
• ruchy powietrza; miejsca o ograniczonym przepływie powietrza schną wolniej.

Z regionów położonych w głębi lądu, z dala od zbiorników wodnych, pochodzi wiele zgłoszeń dotyczących ciemnych powierzchni na fasadach, co wskazuje na kolonie grzybów. Kolonie glonów zasiedlają przede wszystkim miejsca budynków o zwiększonym obciążeniu wodą, np. w rejonie cokołów. Z terenów położonych blisko wybrzeża i obszarów podmokłych zgłoszenia dotyczą przede wszystkim nalotu glonów na fasadach. Przypuszczalnie więc przy mniejszej ilości wilgoci na fasadach przeważają grzyby pleśniowe, a przy większej wilgoci w powietrzu lub większej ilości wody na powierzchni - glony. Może się też zdarzyć, że te same powierzchnie przebarwiają się raz na zielono, a raz na czarno, w zależności od pory roku i związanych z nią różnic wilgotności i temperatury.

Nalot glonów i grzybów stwierdzono przede wszystkim w małych miejscowościach oraz na obrzeżach miast. Zjawisko to można wytłumaczyć tym, że znajduje się tam więcej terenów zielonych, w związku z czym większa jest wilgotność powietrza i niższa temperatura, a „parcie infekcyjne' komórek glonów i zarodników grzybów z otoczenia silniejsze. Na tereny wiejskie z kolei przypada szczególnie duża ilość zarodników, a także pyłów i aerozoli nawozów pochodzących z prac polowych. Innym wyjaśnieniem, brzmiącym nieco paradoksalnie, jest dobra jakość powietrza. Przemysł i motoryzacja w wyniku postępu technicznego oraz coraz bardziej rygorystycznych norm czystości spalin szkodzą środowisku w mniejszym niż kiedyś stopniu. W wyniku tego organizmy porastające ściany mają lepsze warunki do rozwoju i napotykają na istotne trudności tylko w obszarach koncentracji zanieczyszczeń, a więc w większych aglomeracjach czy też w sąsiedztwie traktów komunikacyjnych.

W pobliżu prawie wszystkich badanych obiektów rosły drzewa. Stanowi to wskazówkę, że rozwój glonów i grzybów pozostaje z nimi w ścisłym związku, a nawet jest stymulowany przez obecną w pobliżu zieleń. Pyłki z drzew osiadają na fasadach i tworzą pożywkę dla glonów i grzybów, a ponadto na drzewach zawsze występują kolonie glonów i grzybów i dlatego ich działanie w pobliżu drzew jest szczególnie silne. Drzewa rzucają cień na fasadę i chronią przed wiatrem, przez co zacienione powierzchnie pozostają dłużej wilgotne, a z powodu ciągłego wyparowywania wody przez liście drzew zwiększa się wilgotność powietrza w ich cieniu zimą i latem. Prowadzi to do zwiększenia ilości wilgoci na powierzchni budynków i budowli.

W wypadku wielu badanych obiektów nalot glonów i grzybów występował też na innych fasadach w okolicy. Stanowi to kolejny argument przemawiający za tym, że rozwój glonów i grzybów zależy nie tylko od typu powierzchni, ale też od mikroklimatu panującego w danej okolicy.

• Usytuowanie powierzchni z wyjątkowo silnie rozwiniętym nalotem glonów i grzybów w badanych obiektach było następujące:
• północ - ponad 50%;
• zachód - ponad 50%;
• wschód - poniżej 10%;
• południe - poniżej 2%.

Suma wynosi ponad 100%, ponieważ zdarzały się przypadki porastania więcej niż jednej strony. Fakt, że problem dotyczy przede wszystkim fasad północnych i zachodnich, można tłumaczyć następującymi przyczynami:
• promienie słoneczne nie osuszają fasad północnych, które są dłużej wilgotne niż powierzchnie usytuowane na innych stronach;
• fasady zachodnie są najczęściej moczone przez deszcz, ponieważ najczęściej wiatry wieją z tego kierunku, kierując odpowiednio opady.

Na fasadach południowych rzadko występują większe kolonie glonów i grzybów, ponieważ ich powierzchnie są szybciej osuszane przez promienie słoneczne niż pozostałe ściany budynku, a promieniowanie UV szybciej zabija komórki glonów i zarodniki grzybów.

Glony i grzyby rosną przeważnie w zimnej połowie roku, gdy ilość wilgoci na powierzchni elementów budowlanych jest największa. Obserwacje potwierdziły, że w zimnych okresach roku fasady są ciemniejsze, a w ciepłych - jaśniejsze. W badanych obiektach 80% fasad porażonych grzybami i glonami było ocieplonych, a tylko 20% niedocieplonych.

• W związku z tym istnieją dwie teorie:
• na ocieplonych fasadach, ze względu na niewielką akumulację bardzo cienkiej warstwy zewnętrznej, ciepło dużo szybciej wypromieniowuje, przez co znacznie częściej spada temperatura powierzchni i wykrapla się woda kondensacyjna, wspomagająca rozwój kolonii glonów i grzybów;
• w zimie powierzchnie ocieplonych fasad pozostają dłużej wilgotne, ponieważ są zimniejsze niż powierzchnie fasad nieocieplonych (ze względu na mniejszy strumień ciepła przenikającego z wnętrza budynku na zewnątrz).

Argumentem przemawiającym za tą hipotezą jest również fakt występowania mniejszej ilości glonów i grzybów na mostkach cieplnych, np. u zwieńczenia stropów międzypiętrowych, przy słupach w budynkach o konstrukcji szkieletowej czy przy główkach kołków mocujących płyty ocieplające. Natomiast grubość warstwy termoizolacji (powyżej/poniżej 8 cm) nie odgrywa żadnej roli. Istnieją także dwie inne przyczyny coraz większej liczby reklamacji związanych z osiedlaniem się glonów i grzybów na ocieplonych elewacjach. Za jedną z nich należy uznać wzrastającą z roku na rok powierzchnię ścian zewnętrznych, które ocieplono w technologii BSO (Bezspoinowy System Ociepleń). W takiej sytuacji wzrasta też prawdopodobieństwo porażenia fasady grzybami lub glonami. Ponadto lata 1998, 1999 oraz 2000 charakteryzowały się wyjątkowo dużą liczbą dni, w których występowały opady.

Rodzaj podłoża a występowanie nalotu
Każda powierzchnia może zostać zaatakowana przez glony i grzyby. Najbardziej zagrożone są tynki z żywic syntetycznych bez dodatku biocydów. Nie było natomiast reklamacji w wypadku niemalowanych tynków wapienno-cementowych, tynków z żywic syntetycznych z dodatkiem biocydów oraz farb z odpowiednią ilością spoiwa, zasychających w miarę możliwości bez tworzenia pęknięć i porów. Nie zanotowano również reklamacji dotyczących powierzchni pomalowanych farbami z dodatkiem biocydów. Można więc wyciągnąć wniosek, że na osiedlenie się glonów i grzybów większy wpływ ma skład chemiczny podłoża niż np. jego absorpcja wody, przepuszczalność pary wodnej i hydrofobowość.

Biocydy zapobiegają szybkiemu atakowi glonów i grzybów
Na wielu fasadach z biegiem lat kolonie mikroorganizmów stają się coraz większe. Odnotowano jednak również przypadki zahamowania rozwoju glonów i grzybów po dwóch latach od wykonania nowych powłok malarskich lub ocieplenia. Może to wskazywać na potrzebę odróżniania „szybkiego ataku' od długotrwałego pokrywania się nalotem. „Szybki atak' zależy prawdopodobnie przede wszystkim od obecności rozpuszczalnych w wodzie cząsteczek organicznych na powierzchni świeżo wykonanych wypraw i powłok malarskich, które z czasem są rozkładane przez czynniki pogodowe. W ten sposób można też wytłumaczyć, dlaczego w wielu przypadkach powłoki wykonane z materiału zawierającego biocydy przez długi czas chronią przed szybkim osiedlaniem się glonów i grzybów, mimo iż z biegiem czasu biocydy ulegają wypłukiwaniu.

Teoria ta stanowi podstawę kolejnych badań nad tym, które składniki farb, zapraw klejących i wypraw tynkarskich są pożywką dla glonów i grzybów, szczególnie rodzajów Al-ternaria i Cladosporium. Pierwsze wyniki wskazują na pochodne celulozy (kleje) i włókna celulozowe, bardziej niż na wodne dyspersje żywic syntetycznych przyswajane przez grzyby pleśniowe.

W przypadku, gdy znane są związki, które działają hamująco na wzrost niepożądanych organizmów, można opracować skuteczne biocydy.

Jak zapobiegać pojawianiu się nalotu organicznego?
W praktyce nie można zmienić konstrukcji budynku ani warunków środowiskowych. Fasady należy więc pokrywać powłokami maksymalnie nieatrakcyjnymi dla glonów i grzybów. Na silnie zasadowych podłożach typu świeży beton lub tynki wapienne, glony i grzyby nie pojawią się. Tego typu powierzchnie tracą jednak z czasem właściwości alkaliczne ze względu na pochłanianie dwutlenku węgla, w związku z czym zanika czynnik zapobiegający osiedleniu się mikroorganizmów. Potwierdzono to na różnych obiektach. W jednym z projektów badawczych, prowadzonym w ścisłej współpracy różnych producentów chemii budowlanej, próbuje się znaleźć zależność między rodzajem materiału powłokowego, poszczególnymi grupami surowców, właściwościami fizycznymi a występowaniem glonów i grzybów. Po osiemnastu miesiącach oddziaływania warunków atmosferycznych na różne próbki na niektórych z nich pojawiły się już wyraźne zmiany. Dowodzi to, że nie można bagatelizować składu materiałów powłokowych oraz ich właściwości fizycznych. Niektórzy specjaliści pokładają wielkie nadzieje w hydrofobizacji. Jednak nie zapobiega ona tworzeniu się wody kondensacyjnej. Powłoka pozostaje wilgotna nawet przez dłuższy czas. W odniesieniu do nalotu z glonów nawet silnie hydrofobowe produkty nie wykazują żadnych zalet w porównaniu ze standardowymi farbami dyspersyjnymi. Tworzeniu się nalotu z glonów można zapobiec, a przynajmniej je zahamować stosując warstwy wierzchnie lub powłoki hydrofobizowane, zawierające biocydy. Nie występuje jednak bio-cyd eliminujący wszystkie istotne mi kroorganizmy, a jednocześnie bezproblemowy w sensie toksyczności i możliwości uniknięcia przebarwień. Zazwyczaj stosuje się więc kombinację różnych substancji czynnych przeznaczonych do konkretnego systemu. Ważne jest odpowiednie dobranie aktywnych składników i ich stężenia w stosunku do wodoodpor-ności materiału powłokowego (aby zapobiec zbyt szybkiemu wypłukiwaniu środków czynnych oraz związanemu z tym ograniczeniu ich ilości). Prędzej czy później jednak każde działanie biologiczne zostanie osłabione i produkt utraci funkcję ochronną ze względu na wymaganą rozpuszczalność środków czynnych w wodzie.

Możliwości naprawy

• W przypadku, gdy na obiekcie pojawiły się glony i grzyby, należy:
• w miarę możliwości całkowicie usunąć nalot (stosując odpowiedni strumień wody pod ciśnieniem);
• powierzchnie pokryte nalotem pomalować jeden do dwóch razy roztworem odpowiednio dobranego środka dezaktywującego (np. Caparol Capa-tox), następnie pozostawić do wyschnięcia i nie zmywać;
• pomalować fasadę jeden lub dwa razy glono- i grzybobójczą farbą fasadową (np. Caparol Thermosan lub Caparol Amphibolin W) - niepęczniejącą, pobierającą i zatrzymującą niewielką ilość wody (wartość w < 0,1 kg/m2 • h05). W ten sposób można znacznie zmniejszyć pochłanianie wody przez powierzchnię fasady i zapobiec szybkiemu wypłukiwaniu zawartych w farbie biocydów.

Pomimo zastosowania środków zapobiegawczych i ochronnych fasada prędzej czy później straci właściwości glono- i grzybobójcze. Oznacza to, że okresowo należy te działania powtarzać. Trudno przewidzieć, jak często, ponieważ ma na to wpływ wiele czynników, różnych w przypadku poszczególnych obiektów. Z doświadczeń firmy Caparol wynika, że z reguły fasadę należy pokrywać środkami glono- i grzybobójczymi nie częściej niż co 5 lat.

Czym są glony?
Są to organizmy posiadające w komórkach chlorofil lub podobne barwniki, za pomocą których wszystkie rośliny produkują substancje organiczne przy wykorzystaniu światła i dwutlenku węgla pochodzącego z powietrza. Glony potrzebują do życia zawartych w podłożu azotu i związków mineralnych, które pobierają przez ściany komórkowe w formie roztworów. Podstawowym środowiskiem życia glonów jest woda. Podczas ewolucji rozwinęły się też glony żyjące w powietrzu, i te najczęściej spotyka się na fasadach. Ogólnie rzecz biorąc są one zbudowane z jednej lub większej liczby komórek średnicy ok. 10 mikrometrów. Komórki glonów żyjących w powietrzu, wielkości mniej więcej cząsteczki pyłku, przenoszone są przez wiatr. Opadają na wszelkiego rodzaju powierzchnie. Jeśli trafią na odpowiednią ilość wody, w której jest dostateczna ilość składników pokarmowych, to zaczynają się rozmnażać. W ten sposób tworzą się kolonie glonów. W wypadku pojawienia się niekorzystnych warunków, szczególnie przy braku wody, komórki wysychają i tracą kolor. Wyschnięte komórki glonów mogą przeżyć dłuższy czas bez wody i składników pokarmowych. Glony nie uszkadzają podłoża, na którym rosną.

Czym są grzyby pleśniowe?
Grzyby pleśniowe są zbudowane z komórek w formie strzępków i zarodników. W przeciwieństwie do glonów nie mogą żyć jedynie w obecności powietrza i wody, ponieważ nie mają zdolności fotosyntezy. Do życia potrzebują substancji organicznych. Występowanie różnych gatunków grzybów jest uzależnione od składników pokarmowych i inhibitorów zawartych w podłożu oraz temperatury otoczenia. Grzyby rozmnażają się za pomocą zarodników wielkości ok. 10 mikrometrów przenoszonych wraz z prądami powietrza. 96% cząsteczek biologicznych obecnych w ciągu roku w powietrzu to zarodniki grzybów. Mogą odkładać się na wszelkich powierzchniach. W obecności wody i odpowiednich składników pokarmowych z zarodników tworzą się strzępki grzybni. Mają szerokość kilku mikrometrów i mogą osiągać długość do jednego metra. Grzyby pobierają składniki rozpuszczone w wodzie bezpośrednio do swoich komórek lub wydzielają do podłoża enzymy ekstrahujące z niego składniki pokarmowe. W przypadku wystarczającej ilości wody i składników pokarmowych oraz temperatury między 0 - 30°C strzępki rozrastają się tworząc strzępiastą plechę. Na końcach niektórych strzępków powstają zaradnie. Grzyby, których zarodniki i strzępki zawierają ciemne barwniki w celu ochrony przed promieniowaniem UV, określane są mianem grzybów czerniejących, a ich kolonie mianem ciemnego nalotu.

• Co należy zrobić, gdy na elewacji pojawiły się glony i grzyby?
• Po pierwsze, należy usunąć nalot, zmywając elewacje strumieniem wody pod ciśnieniem.
• Oczyszczoną powierzchnię pokrywamy jedną lub dwoma warstwami roztworu środka dezaktywującego np. Caparol Capatox.
• Na koniec malujemy elewacje glonobójczą i grzybobójczą farbą fasadową np. Caparol ThermoSan lub Caparol Amphibolin-W.