Dr inż. Waldemar BORJANIEC
Dr inż. Waldemar BIERUT
Mgr inż. Mariusz STASZEWSKI
Politechnika Koszalińska

PRZEBUDOWA SKAśONEGO CHEMICZNIE STROPU DMS

THE RECONSTRUCTION OF THE CHEMICALLY CONTAMINATED DMS FLOOR

Streszczenie

W referacie przedstawiono przypadek skażenia chemicznego stropu, jakie powstało w wyniku

zastosowania materiałów budowlanych emitujących szkodliwe dla zdrowia związki chemiczne. Zamieszczono
wyniki badań rodzaju emitowanych związków toksycznych oraz zasięgu skażenia. Przedstawiono koncepcję
przebudowy stropu.

Abstract

In the paper there is presented a case of the chemical pollution of the floor, which was caused by

the application of the building materials which emitter dangerous chemical compounds. The examination results
of the sort of emitted toxic compounds and the reach of the contamination is a part of the paper. A general idea
of the reconstruction of the object is also presented.

1. Wstęp

Bezpieczeństwo eksploatacji budynku z reguły jest rozumiane w aspekcie braku zagroże-

nia konstrukcyjnego, czyli spełnienia wymagań stanów granicznych nośności i użytkowania,
jak też zapewnienia wymaganej przepisami ochrony przeciwpożarowej [1].

Innym rodzajem zagrożeń, nie mających wpływu na bezpieczeństwo eksploatacji w rozu-

mieniu konstrukcyjnym lecz istotnych dla użytkowników, jest zapewnienie odpowiednich
warunków higieniczno-zdrowotnych w pomieszczeniach przeznaczonych na stały lub czaso-
wy pobyt ludzi. W tym względzie źródłami zagrożeń mogą być niewłaściwej jakości materia-
ły budowlane, emitujące związki szkodliwe dla zdrowia lub zapachowe w stopniu przekracza-
jącym ich dopuszczalne stężenia.

Usunięcie źródła zagrożenia nie zawsze jest możliwe jedynie poprzez ich neutralizację, bez

naruszania konstrukcji budynku. W przypadku omawianym w referacie, skuteczne powstrzy-
manie dalszej emisji toksycznych związków chemicznych wymagało usunięcie źródła zanie-
czyszczenia, co w sumie oznaczało konieczność przebudowy skażonego obszaru stropu.

2. Ogólna charakterystyka budynku

Budynek Urzędu Miejskiego położony jest w centrum miasta Koszalina, w pierzei ulicznej

o zwartej zabudowie okalającej Rynek Staromiejski. Budynek, zrealizowany w latach sześć-
dziesiątych ubiegłego wieku (1960/1962) w technologii tradycyjnej, składa się z dwóch funk-

805

cjonalnie powiązanych brył tworzących w rzucie kształt litery „T

”. Segment główny o wym.

B×L = 12,1×56,2 m

−

zawierający wieżę zegarową oraz reprezentacyjne wejście

−

usytuowa-

ny jest od strony Rynku Staromiejskiego, zaś segment północny (B×L = 12,1×16,0 m) na
przedłużeniu klatki schodowej.

Główna bryła budynku Urzędu Miejskiego w Koszalinie jest obiektem czterokondygna-

cyjnym, całkowicie podpiwniczonym z nieużytkowym, przełazowym poddaszem przekrytym
jednospadkową, prefabrykowaną konstrukcją żelbetową złożoną z typowych prefabrykowa-
nych belek DMS i indywidualnie zaprojektowanych płyt dachowych. Całkowicie podpiwni-
czony, czterokondygnacyjny segment północny przekryty został zamkniętym, dwuspadko-
wym stropodachem żelbetowym, wykonanym z identycznych elementów konstrukcyjnych
(belki DMS oraz prefabrykowane, drobnowymiarowe płyty dachowe).

Oba segmenty budynku posiadają poprzeczny układ konstrukcyjny, założony na identycz-

nej siatce ścian nośnych. Ściany nośne piwnic wykonane zostały z cegły ceramicznej pełnej
na zaprawie cementowo-wapiennej oraz częściowo wylewane na mokro z betonu. Ściany no-
ś

ne nadziemia z cegły ceramicznej pełnej, wzmocnione zewnętrznymi żelbetowymi pilastra-

mi, tworzącymi regularny pionowy podział elewacji budynku. Ściany działowe z cegły cera-
micznej pełnej, dziurawki oraz płyt gipsowo-kartonowych.

Nad wszystkimi kondygnacjami budynku zastosowano typowe belkowo-pustakowe, prefa-

brykowane stropy DMS. W miejscach występowania zwiększonych obciążeń liniowych, tj.
pod ścianami korytarzowymi oraz ścianami loggii sali konferencyjnej zastosowano podwójne
belki stropowe lub żelbetowe wylewki. Stropy przystosowane zostały do przenoszenia cha-
rakterystycznych obciążeń użytkowych w wielkości q = 2,0 kN/m

2

.

3. Geneza problemu

Pomieszczenia biurowe usytuowane na drugim piętrze budynku, oznaczone numerami 201,

202, 205 i 205a (rys. 1), przejściowo pełniły funkcję archiwum. W celu zapobieżenia możli-
wości zagrzybienia archiwizowanych dokumentów, wolne przestrzenie pustaków stropu DMS
zostały wypełnione trocinami nasączonymi silnie wyczuwalnym środkiem chemicznym (im-
pregnatem do drewna o nazwie Xylamit). Wypełnienie to zrealizowano najprawdopodobniej
w latach 80-tych ubiegłego stulecia w ramach prac adaptacyjnych związanych z przystosowa-
niem pomieszczeń biurowych do nowej funkcji. Po tym przejściowym okresie ich użytkowa-
nia w roli archiwum, pomieszczenia te przywrócono ponownie do funkcji biurowej.

Zapach wydzielany przez zastosowane związki chemiczne, był wyczuwalny do chwili

przebudowy stropu (2005 rok) nie tylko w pomieszczeniach nr 201, 202, 205 i 205a, lecz
również w pomieszczeniu 203 oraz w wydzielonym ścianami podłużnymi, wewnętrznym ko-
rytarzu komunikacyjnym. Po przeniesieniu archiwum w inne miejsce, pomieszczenia 205
i 205a przekazano dla potrzeb Urzędu Stanu Cywilnego, zaś w okresie ostatnich trzech lat
zajmowane były przez Sekretarza Miasta. Dalsza emisja uciążliwych zapachów powodująca
uczulenia, podrażnienia oraz schorzenia górnych dróg oddechowych, była przyczyną całkowi-
tego wyłączenia z eksploatacji wszystkich pomieszczeń zajmowanych przez zlikwidowane
archiwum. Należy nadmienić, iż żadne z tych pomieszczeń nie posiada zarówno wentylacji
grawitacyjnej jak i mechanicznej. Jedynym źródłem niewielkiej wymiany oraz dopływu świe-
ż

ego powietrza są wypełnione włókniną wywietrzniki podokienne.

Rodzaj oraz stężenie szkodliwych czynników występujących w pomieszczeniach nr 205

i 205a, określono metodą chromatografii gazowej na dwóch próbkach powietrza pobranych
w pokoju nr 205 przez pracownika Wydziału Chemicznego Politechniki Gdańskiej. Poboru
próbek, oznaczenia rodzaju oraz stężenia szkodliwych składników, dokonano w miesiącu
wrześniu 2003 roku. Wyniki pomiarów wykonanych przez pracowników Laboratorium Bada-

806

nia Warunków Pracy Wydziału Chemicznego Politechniki Gdańskiej, zamieszczone w opra-
cowaniu [2], przedstawiono w tabl. 1.

Rys. 1. Usytuowanie pomieszczeń. Układ konstrukcyjny stropu DMS

Tablica 1. Wyniki pomiarów stężeń związków toksycznych zawartych w pobranych próbkach powietrza

Stężenia oznaczanych składników [

µ

g/m

3

]

Oznaczenie próbki

Naftalen

n-Butanol

Dwuchlorofenol

Toluen

Styren

Próbka nr 1

30

23

21

15

12

Próbka nr 2

25

8,5

6

2

<1

Dopuszczalne warto-

ś

ci stężeń [

µ

g/m

3

]

150

300

20

(chlorofenole)

250

30

Z danych przedstawionych w tabl. 1 wynika, iż w badanych próbkach powietrza ziden-

tyfikowano i oznaczono pięć toksycznych związków chemicznych. Związki te najprawdopo-
dobniej pochodziły od powszechnie stosowanego wcześniej impregnatu budowlanego o na-
zwie Xylamit, którym nasączono trociny stanowiące wypełnienie komór pustaków stropo-
wych. Z kolei zamknięcie nasączonych trocin w betonowych elementach stropu powodowało,
ż

e wydzielanie związków szkodliwych było wprawdzie ograniczone ilościowo, lecz za to

długoletnie. Dodatkowo sama konstrukcja stropu została skażona, stając się przez to wtórnym
ź

ródłem emisji.

W jednej z próbek znaleziono silnie toksyczny związek dwuchlorofenolu w stężeniu prze-

kraczającym dopuszczalną wartość. Środek ten charakteryzuje się silnym działaniem drażnią-
cym, zaś w przypadku niektórych izomerów wykazuje właściwości parzące. Końcowym re-
zultatem przeprowadzonych badań i analiz był jednoznaczny wniosek autora opracowania [2],
iż skuteczne powstrzymanie emisji trudno lotnych toksycznych związków wymaga usunięcia
ź

ródła zanieczyszczenia powietrza, czyli wymiany skażonych elementów stropu.

Warto przy tym zauważyć, że tylko jeden związek przekraczał

−

i to minimalnie

−

dopusz-

czalną wartość stężenia, a mimo to odczucia ludzi pracujących w skażonych pomieszczeniach
były wyraźnie negatywne. Wskazuje to, iż z dużą ostrożnością należy podchodzić do przed-
stawianych w normatywach wartości dopuszczalnych. W pierwszym rzędzie trzeba mieć na
uwadze indywidualne odczucia ludzi, którzy są narażeni na szkodliwe oddziaływania.

807

4. Zasięg skażenia

W celu rozpoznania zasięgu oraz głębokości penetracji niebezpiecznymi związkami Xyla-

mitu pustaków stropowych, betonu pachwinowego i innych elementów konstrukcji stropu,
wykonano kilkadziesiąt punktowych odwiertów w sufitach wszystkich pomieszczeń usytu-
owanych na obszarze potencjalnego skażenia. Rezultatem przeprowadzonego rozpoznania jest
rys. 2, na którym zaznaczono obszar stropu zakwalifikowany do wymiany.

Pobrane w pomieszczeniu nr 205 próbki kształtek stropowych wykazały, iż ścianki pusta-

ków DMS zostały spenetrowane związkami ksylamitu na głębokość od 5 do 25 mm. Beton
pachwinowy stropu w większości wykonanych odkrywek skażony był powierzchniowo, zaś
lokalnie do głębokości ~ 5 mm.

Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że belki nośne stropu DMS nie uległy

nasączeniu niebezpiecznymi związkami ksylamitu i mogły być wykorzystane do rekonstruk-
cji skażonego obszaru stropu. Należy jednak dodać, iż ponowne wykorzystanie istniejących
belek DMS w przebudowie zanieczyszczonego obszaru stropu uwarunkowano potwierdze-
niem

−

w trakcie realizacji prac rozbiórkowych

−

braku charakterystycznych

przebarwień

bocznych

powierzchni

belek

(w

kolorze

ciemno

brązowym),

które wizualnie

ś

wiadczyłyby

o ich skażeniu związkami Xylamitu.

Rys. 2. Zasięg skażenia stropu

5. Przebudowa skażonego obszaru stropu DMS

W zaistniałej sytuacji, wymagającej likwidacji źródła emisji szkodliwych związków che-

micznych, możliwe były następujące wersje przebudowy:

•

wymiana zanieczyszczonego obszaru stropu na nowy,

•

przebudowa stropu w technologii prefabrykowano-monolitycznej przy wykorzystaniu
istniejących belek nośnych,

808

•

przebudowa stropu w technologii monolitycznej, przy założeniu wykorzystania istnieją-
cych belek nośnych.

Ostatecznie do realizacji wybrano trzeci sposób postępowania, czyli przebudowę stropu

w technologii prefabrykowano-monolitycznej przy wykorzystaniu istniejących belek stropo-
wych (DMS), w której założono następujący zakres prac:

usunięcie istniejących warstw podłogowych, pustaków DMS oraz betonu pachwinowego,

wykonanie nowego wypełnienia stropu z płyt styropianowych ułożonych na nowej prefa-
brykowanej płycie żelbetowej, opartej na dolnych stopkach istniejących belek DMS,

wykonanie monolitycznej, żelbetowej płyty stropu, współpracującej z prefabrykowanymi
belkami DMS,

wykonanie nowych warstw podłogowych oraz sufitu z ogniochronnych płyt gipsowo-
kartonowych.

Na rys. 3 przedstawiono szczegóły konstrukcyjne przebudowy stropu DMS, natomiast na

rys. 4 zamieszczono fotografię z realizacji prac.

Rys. 3. Szczegóły konstrukcyjne przebudowy stropu DMS

809

Rys. 4. Przebudowa stropu DMS (fragment)

Konieczną przebudowę istniejących instalacji wewnętrznych ograniczono do demontażu

i ponownego montażu grzejników c.o., gniazd wtykowych instalacji elektrycznej, telefonicz-
nej i sieci komputerowej, włączników oraz lamp sufitowych instalacji oświetleniowej. Zale-
cono natomiast całkowitą wymianę wszystkich tynków wewnętrznych oraz okładzin ścian
wykonanych z

płyt

gipsowo-kartonowych.

6. Wnioski

Skażenie chemiczne stropu, którego dotyczy referat, nie powstało jako skutek przypadko-

wego, nieumyślnego zastosowania niewłaściwego materiału budowlanego. Wręcz przeciwnie,
było to zamierzone działanie, któremu przyświecał skądinąd słuszny cel

−

zapobieżenie

uszkodzeniu archiwizowanych dokumentów.

Można domniemywać, że z uwagi na koszty wybrane zostało tanie rozwiązanie, czyli za-

miast zastosować odpowiednią instalację

−

wentylacyjną lub nawet klimatyzacyjną, wybrano

materiał w miarę skuteczny w odniesieniu do zamierzonego efektu, lecz emitujący szkodliwe
dla zdrowia związki chemiczne.

Przedstawiony przypadek dowodzi też, jak łatwo można doprowadzić do niebezpiecznej

sytuacji, wprowadzając mało przemyślane rozwiązania materiałowe, wynikające li tylko
z dążenia do oszczędności.

Literatura

1. Rozporzadzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków

technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. 2002. 75.
690. z dnia 15 czerwca 2002 r.).

2. Sprawozdanie (na prawach rękopisu) z wykonania pomiarów i określenia czynników

szkodliwych występujacych w pomieszczeniach biurowych Nr 205a i 205 budynku
Ratusza Urzędu Miejskiego w Koszalinie. Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny,
październik 2003 r.

810