Diagnostyka, rewitalizacja i monitoring zabytkowych obiektów budowlanych

Diagnostyka, rewitalizacja i monitoring zabytkowych obiektów budowlanych to interdyscyplinarne, uporządkowane kompendium wiedzy, w którym przedstawiono praktyczne sposoby naprawy zabytkowych obiektów budowlanych z wyeksponowaniem ich słabych i mocnych stron. Obok tradycyjnych metod badań zaprezentowano nowoczesne metody i techniki. Szczegółowo omówione tu zostały różne rozwiązania oraz ich konsekwencje, zarówno pozytywne, jak i negatywne. Autor podjął również próbę uporządkowania wytycznych dotyczących działań naprawczych. W swoich badaniach posługiwał się zarówno metodami tradycyjnymi, jak i nowoczesnymi technikami symulacyjno-obliczeniowymi, szeroko opisanym w książce.

Prosty i jasny język wywodu oraz szczegółowo opisane przypadki sprawiają, że książka ma wyjątkowe walory dydaktyczne. Jest adresowana do studentów kierunków budowlanych i architektonicznych, pracowników uczelni zajmujących się tematyką badawczą rewitalizacji zabytków nieruchomych, a przede wszystkim do inżynierów-praktyków, którzy na co dzień mierzą się z trudnymi wyzwaniami ratowania i modernizacji dziedzictwa.

Spis treści:

Wstęp 1

1. Przedmiot, cele i zakres monografii 5

2. Potrzeba oraz zasady ochrony obiektów historycznych i zabytkowych w Polsce 23

2.1. Wybrane definicje i pojęcia 23

2.2. Rejestr zabytków 23

2.3. Wybrane pojęcia związane z zabytkami 25

2.4. Status obiektów historycznych niebędących zabytkami 27

2.5. Kryteria i konsekwencje wpisania obiektu do rejestru zabytków 28

2.5.1. Kryteria uznania obiektu za zabytek 28

2.5.2. Konsekwencje uznania obiektu za zabytek 29

2.5.3. Ograniczenia w eksploatacji obiektów zabytkowych 30

2.6. Cele rewitalizacji obiektów zabytkowych 32

2.7. Podsumowanie 32

3. Wyjątkowość konstrukcji obiektów zabytkowych 37

3.1. Wprowadzenie 37

3.2. Podstawowe materiały i technologie stosowane w obiektach zabytkowych 43

3.2.1. Konstrukcje murowe 43

3.2.2. Konstrukcje drewniane 46

3.3. Żelazo jako materiał konstrukcyjny 57

3.3.1. Wstęp 57

3.3.2. Historia stosowania żeliwa i stali w budownictwie 58

3.3.3. Podstawowa charakterystyka żeliwa, żelaza kowalnego i stali zlewnej 60

3.3.4. Określanie nośności elementów wykonanych z żeliwa, stali zgrzewnej i zlewnej 65

3.3.5. Problematyka napraw konstrukcji żeliwnych i ze stali zgrzewnej oraz zlewnej 67

3.4. Zarys historii betonu stosowanego w budownictwie 70

3.4.1. Wstęp 70

3.4.2. Rzymski beton 70

3.4.3. Beton ponownie odkryty 74

3.4.4. Narodziny betonu zbrojonego 78

3.4.5. Podsumowanie 89

3.5. Wybrane przykłady rozwiązań konstrukcyjnych stosowanych w XIX wieku 91

3.6. Uwagi końcowe 96

4. Czynniki wpływające na trwałość i bezpieczeństwo obiektów zabytkowych oraz współczesnych 99

4.1. Wprowadzenie 99

4.2. Poziom świadomości w obchodzeniu się z obiektami historycznymi i zabytkowymi 100

4.3. Warunki eksploatacji obiektów zabytkowych w odniesieniu do ich stanu technicznego oraz trwałości 101

4.4. Najczęściej występujące defekty w obiektach budowlanych 104

4.5. Krótka historia uprawnień wymaganych przy projektowaniu i wykonywaniu robót budowlanych przy zabytkach nieruchomych na przestrzeni ostatnich 60 lat 109

4.6. Przykłady uszkodzeń historycznych obiektów budowlanych 113

4.7. Podsumowanie 142

5. Szacowanie stanu technicznego konstrukcji obiektów budowlanych - ogólne zasady 145

5.1. Wprowadzenie 145

5.2. Inwentaryzacja architektoniczno-konstrukcyjna 145

5.3. Zużycie techniczne, funkcjonalne oraz środowiskowe 146

5.4. Metody diagnozowania stanu technicznego obiektów zabytkowych 149

5.5. Metody ustalania stopnia zużycia technicznego oraz zużycia funkcjonalnego i środowiskowego 152

5.6. Podsumowanie 161

6. Wybrane, praktyczne przykłady postrzegania problemów oraz ratowania i rewitalizacji konstrukcji kilku wybranych obiektów zabytkowych 165

6.1. Wprowadzenie 165

6.2. Wybrane przykłady doraźnych sposobów zabezpieczeń obiektów zabytkowych 166

6.2.1. Zabezpieczenie pozostałości odkrytej wczesnośredniowiecznej baszty

znajdującej się w otoczeniu murów obronnych 167

6.2.2. Zabezpieczenie pozostałości „przypadkowo” odsłoniętego muru obronnego 169

6.2.3. Strop nad aulą w jednej z placówek oświatowych 171

6.2.4. Naprawa porażonych przez szkodniki elementów drewnianych stropów

oraz dachu, poprzez ich wymianę 173

6.3. Podsumowanie 175

7. Zalecane metody i techniki diagnostyczne oraz rozwiązania technologiczno-materiałowe stosowane w procesach rewitalizacji konstrukcji obiektów zabytkowych 177

7.1. Wprowadzenie 177

7.2. Zalecane metody i techniki diagnostyczne 178

7.3. „Słabe miejsca” w zabytkowych obiektach budowlanych 185

7.4. Rola zagadnień cieplno-wilgotnościowych w utrzymywaniu, naprawach i diagnozowaniu obiektów budowlanych 191

7.5. Badanie stanu zawilgocenia materiałów budujących przegrody zewnętrzne, szczególnie docieplane po ich wewnętrznych stronach 200

7.5.1. Obiekt nr 1-budynek pochodzący z 1830 r. 205

7.5.2. Obiekt nr2-budynek pochodzący z 1925 r. 210

7.5.3. Obiekt nr3 - model ściany szkieletowej w rzeczywistej wielkości 212

7.6. Zalecane metody i sposoby rewitalizacji 218

7.7. Podsumowanie 220

8. Charakterystyka wybranych metod diagnozowania obiektów historycznych 225

8.1. Wprowadzenie 225

8.2. Badanie drewna in situ 226

8.3. Badanie drewna metodą pomiaru oporu skrawania 227

8.4. Badanie drewna metodą akustyczną 228

8.5. Badanie drewna metodą sklerometryczną 229

8.6. Badanie drewna metodą inwazyjną 230

8.7. Badanie „murów” in situ 231

8.8. Inwentaryzacje konstrukcji budowlanych - obserwacja i analiza deformacji obiektów budowlanych w funkcji czasu 235

8.9. Bezinwazyjny pomiar grubości konstrukcji stalowych 241

8.10. Wykrywanie ukrytych prętów zbrojenia 242

8.11. Termowizja w diagnozowaniu obiektów budowlanych 243

8.12. Badanie stopnia zawilgocenia wybranych materiałów budowlanych oraz oznaczanie

w nich zawartości soli 246

8.13. Podsumowanie 248

9. Wybrane zagadnienia dotyczące trwałości pokryć dachowych - jednych z głównych

zabezpieczeń chroniących całe obiekty 253

9.1. Wprowadzenie 253

9.2. Krótka historia pokryć 253

9.3. Kształtowanie pokryć dachowych 254

9.4. Pokrycia dachowe-gwarantowana trwałość? 255

9.4.1. Dachówki ceramiczne i betonowe 255

9.4.2. Pokrycia papowe 257

9.4.3. Pokrycia z blachy 258

9.5. Wady wybranych rodzajów pokryć 259

9.6. Wybrane rodzaje obciążeń dachów i ich pokryć 260

9.7. Prawo budowlane a trwałość pokryć 264

9.8. Gwarancja producenta i jej wpływ na trwałość pokryć 265

9.9. „Słabe miejsca” i błędy w rozwiązaniach pokryć dachowych 265

9.10. Podsumowanie 267

10. Rola wentylacji w eksploatacji budynków 271

11. Wpływ tynków i okładzin na trwałość przegród budowlanych 287

11.1. Wprowadzenie 287

11.2. Wpływ tynków na procesy fizykalne zachodzące wewnątrz przegród 289

11.3. Podsumowanie 292

12. Trwałość drewna w obiektach budowlanych 295

12.1. Wprowadzenie 295

12.2. Techniczne szkodniki drewna budowlanego 297

12.3. Naturalna odporność drewna. Czy drewno wymaga impregnacji? 299

12.4. Metody impregnacji stosowane w Polsce 308

12.5. Czy wbudowywane drewno powinno być suszone? 312

13. Wybrane przypadki uszkodzeń konstrukcji budowlanych 319

13.1. Badania materiałowe zdegradowanych konstrukcji murowych 320

13.1.1. Wprowadzenie 320

13.1.2. Krótki zarys historii materiałów budowlanych użytych do wykonania obiektu i sposoby ich oceny 321

13.1.3. Opis materiałów poddanych badaniom in situ i w laboratorium 326

13.1.4. Metody badawcze 327

13.1.5. Podsumowanie 337

13.2. Diagnostyka, naprawa, wzmacnianie i monitoring obiektu industrialnego dziedzictwa - estakada taśmy kamienia Cementowni „Odra” 340

13.2.1. Wprowadzenie 340

13.2.2. Ocena stanu technicznego konstrukcji estakady 342

13.2.3. Propozycja napraw i wzmocnień 344

13.2.4. Propozycja monitoringu konstrukcji 346

13.2.5. Podsumowanie 346

13.3. Naprawa odpowiedzialnych konstrukcji drewnianych na przykładzie więźby dachowej zabytkowego budynku kościoła - ukryte zagrożenia 347

13.3.1. Wprowadzenie 347

13.3.2. Opis konstrukcji stropu nad nawą budynku kościoła i dachu 348

13.3.3. Ocena stanu technicznego konstrukcji stropu i dachu 349

13.3.4. Propozycja i realizacja prac ratunkowo-naprawczych 353

13.3.5. Podsumowanie 358

13.4. Postrzeganie, diagnostyka i naprawa konstrukcji balkonów wspornikowych oraz loggii 359

13.4.1. Wprowadzenie 359

13.4.2. Opis problemu 359

13.4.3. Balkony budynku z przełomu XIX i XX wieku 360

13.4.4. Loggie wykonane ok. 1985 r. 363

13.4.5. Podsumowanie 365

13.5. Historyczne materiały i konstrukcje budowlane w aspekcie aktualnych wyzwań, przepisów oraz norm, na przykładzie ceramicznych i żelbetowych konstrukcji schodów wewnętrznych 366

13.5.1. Wprowadzenie 366

13.5.2. Krótki opis obiektów będących przedmiotem badań 367

13.5.3. Analiza aktualnych i pierwotnych obciążeń konstrukcji 368

13.5.4. Technologie wykonania konstrukcji schodów 370

13.5.5. Charakterystyka obiektów poddanych analizie 371

13.5.6. Propozycja wzmocnień istniejących konstrukcji 378

13.5.7. Podsumowanie 380

13.6. Nieniszczące badania kontrolne 60-letnich kablobetonowych dźwigarów sprężonych 382

13.6.1. Wprowadzenie 382

13.6.2. Przeprowadzone badania 383

13.6.3. Podsumowanie 390

13.6.4. Wymagana częstość przeglądów dźwigarów kablobetonowych 393

13.6.5. Wybrane wyniki pomiarów odkształceń dźwigarów 394

13.7. Powodzie w Polsce w latach 1997-2024 i ich wpływ na uszkodzenia oraz trwałość obiektów budowlanych 402

13.7.1. Powódź-charakterystyka zjawiska 402

13.7.2. Powódź „tysiąclecia” w 1997 roku - przypomnienie 404

13.7.3. Zniszczenia powodziowe, sposoby ich usuwania i naprawiania szkód 406

13.7.4. Skutki powodzi i ich usuwanie 412

13.7.5. Skutki powodzi, jakie nawiedziły południową Polskę po 1997 roku 415

13.7.6. Podsumowanie 427

14. Zabezpieczenia obiektów budowlanych przed wilgocią w ich częściach znajdujących się poniżej terenu - pozytywne i negatywne strony 431

14.1. Wprowadzenie 431

14.2. Metody inwazyjne wykonywania zabezpieczeń przed wilgocią 437

14.3. Stan techniczny budynków obciążonych wilgocią 440

14.4. Przykłady uszkodzeń konstrukcji murowych obciążonych wilgocią 441

14.5. Ogólne zasady I metody zabezpieczania części podziemnych obiektów historycznych przed wilgocią i ich osuszanie 446

14.6. Podsumowanie 448

15. Zakończenie 451

Załącznik 1. Standardy i przepisy związane z zabytkami nieruchomymi 457

Załącznik 2. Termowizja w praktyce budowlanej 483