Řasy a houby obrůstají fasády zateplených domů a mohou jejich obyvatelům způsobit zdravotní komplikace. Řešením tohoto problému se zabývají vědci z Technické univerzity v Liberci (TUL) ve spolupráci s průmyslovou praxí od roku 2013. Společně s firmou Barvy a laky Teluria se zaměřili na vývoj speciálních funkčních nátěrů s fotoaktivní funkcí pro zateplovací fasádní systémy. Výzkumný úkol, na jehož řešení se podílely Ústav anorganické chemie a Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, finančně podpořila Technologická agentura ČR částkou 15,5 milionu korun a před třemi roky se na trhu objevila nátěrová hmota Balclean se samočisticími schopnostmi, která dokáže mikroorganismy na fasádách eliminovat. Výhradním zadavatelem do výroby na tento nátěr s fotoaktivní funkcí je firma Pragotherm, servis fasád, s. r. o., která provádí sanace zateplených fasád po celé republice a používá Balclean jako prevenci proti růstu řas a plísní především na fasádách zateplených domů. Tato nátěrová hmota využívá vlastností oxidu titaničitého a je velmi účinná. Zdálo se, že to je přesně to, co na zařasené fasády platí, postupně se ale přišlo na určité limity i nežádoucí efekty – například, když se po určitém čase někde začalo projevovat zbělení ošetřených ploch. „Ukázalo se také, že fotokatalýza je méně účinná na zastíněných a severních stranách fasád, kde je nedostatek slunečního svitu. Naše firma proto oslovila libereckou univerzitu a společně s ní pracujeme na zvýšení čisticího a biocidního efektu a na vývoji dokonalejších fotokatalytických nátěrů. Počítáme s jeho širším potenciálním využitím včetně ochrany památek,“ řekl jednatel firmy Radek Kubálek s tím, že už testují různé modifikace kompozitních materiálů. Fotokatalytick ý efekt zv ýší kompozity Michaela Jakubičková z Fakulty mechatroniky, informatiky a mezioborových studií TUL zkoumá fotoaktivní nanokompozitní materiály na bázi oxidu titaničitého (TiO2) a oxidu křemičitého (SiO2). „Funkčnost fotokatalytického nátěrového systému je založena na synergickém jevu. Docílili jsme ho smícháním oxidu křemičitého a titaničitého v určitém poměru, díky čemuž získává kompozit specifické žádoucí vlastnosti. Je-li oxid titaničitý obsažený v tomto nátěru vystaven UV záření, začínají probíhat redoxní reakce, které likvidují a následně rozkládají buňky mikroorganismů na biologicky napadené fasádě,“ říká Michaela Jakubičková. Oba oxidy vytvářejí podle ní výbornou synergii pro účinnost fotokatalytického efektu. TiO2 je levný a nejrozšířenější fotokatalyzátor, je silně reaktivní, takže rychle navazuje kontakt s okolím. SiO2 je pak pro něj skvělým sorbentem a vzájemné propojení SiO2 a TiO2 tak zvyšuje výsledný fotokatalytický efekt. „V tom je právě kouzlo kompozitu. Ukazuje se, že takový fotokatalytický materiál je schopný odbourávat nejen biotické napadení – řasy, plísně, lišejníky –, ale například také molekuly oxidu dusíku. Dokáže také likvidovat těžké molekuly látek, například molekuly formaldehydu, které se uvolňují z nového nábytku. V ideálním případě je rozloží na molekuly oxidu uhličitého a vody,“ upřesňuje Michaela Jakubičková s tím, že tato modifikace je už průběžně testována v terénu. Nové materi ály , které nepot řebují k aktivaci světlo Nátěry, které fungují na bázi fotokatalýzy, potřebují nutně pro svou účinnost světlo, takže na všechno nestačí. Proto se liberečtí vědci zaměřují v rámci schváleného programu Pražský inovační voucher na inovaci stávajícího fotokatalytického materiálu i na výzkum a vývoj nových materiálů. „V dalším výzkumu se snažíme navýšit fotokatalytické, respektive biocidní účinky funkčních nátěrů prostřednictvím modifikace či aditivace použitých surovin,“ nastiňuje M. Jakubičková s tím, že postupně vyzkoušela různé kovové inhibitory. Jako velmi perspektivní se podle ní jeví nanočástice stříbra, které má samo o sobě antibakteriální účinky a ke své aktivaci světlo nepotřebuje. V Liberci laboratorně připravují vlastní nanočásticové koloidní suspenze a zabývají se morfologií a poměrem složek a jejich vlivem na biocidní a fotokatalytické účinky těchto suspenzí. Michaela Jakubičková také stále pracuje na zvýšení čisticího efektu obecně a ve spolupráci s katedrou materiálů Fakulty strojní provádí analýzy pomocí skenovacího elektronového mikroskopu. Problém zaujal i některé studenty, kteří se mu věnují ve svých diplomových pracích. Plísně a řasy jsou neestetické a mohou způsobit i zdravotn í pot íže Plísně a řasy na fasádách bytových domů jsou vážným problémem, protože se dostávají i do bytů. Nejenže působí neesteticky, ale mohou časem vést k degradaci fasády, a navíc mohou způsobit jejich obyvatelům i zdravotní komplikace. Určité druhy plísní totiž produkují mykotoxiny a ty mohou představovat přímé ohrožení lidského zdraví. „Některé vlastníky bytových domů, jejichž fasády byly porostlé řasami či houbami, trápily například záněty očních rohovek, objevovaly se u nich i určité alergie. Některé druhy hub mohou produkovat mykotoxiny, které lidem mohou způsobit různé nepříjemnosti,“ říká dr. David Novotný z Ústavu rostlinné výroby v pražské Ruzyni. „My určujeme, co za struktury hub na fasádě žije, a poskytneme potřebné informace k odborné analýze. Z odborného protokolu a provedené analýzy zadavatel získá také informace o tom, jaký vliv mohou mít nalezené mikroorganismy na lidské zdraví,“ dodává s tím, že tyto informace předává na libereckou univerzitu. Na základě odborné analýzy pak firma Pragotherm, servis fasád doporučí klientům nejvhodnější řešení. A proč se plísním a řasám na zateplen ých fas ádách tolik da ří? Za zařasením fasád stojí podle Radka Kubálka kombinace více faktorů, jako jsou severní orientace fasád, okolní biopásma, blízkost stromů a keřů, nekvalitní strukturální a porézní hrubozrnné omítky, nekvalitně nebo nevhodně navržené klempířské prvky atd. „Zásadní podíl na růstu má také samotný kontaktní zateplovací systém, který sice izoluje fasádu proti úniku tepla z objektu, ale současně způsobí, že fasáda je na povrchu chladná a vlhká,“ odpovídá Radek Kubálek a dodává, že při „vhodné“ kombinaci těchto faktorů je otázkou sedmi až deseti let od zateplení, kdy dojde k postupné kolonizaci mikroorganismů na povrchu fasád. Cena Vizionář 2018 za metod u detekce mikroorganismů Metodě účinné detekce mikroorganismů (řasy a houby) a také technologii jejich eliminace se věnují vědci Technické univerzity v Liberci ve spolupráci s firmou Pragotherm, servis fasád již několik let a před rokem akreditovali metodiku pro analýzu vzorků mikroorganismů, které se na fasádách domů nacházejí. Za akreditovaný rozbor získaly liberecká univerzita a firma Pragotherm, servis fasád cenu Vizionář 2018. Liberečtí vědci společně s pracovníky firmy Pragotherm, servis fasád odebírají vzorky řas a plísní z fasád domů po celé republice a následně provádějí odbornou analýzu získaných mikroorganismů, analyzují zdravotní rizika a všechny souvislosti. Firma potom může klientům doporučit vhodné řešení. Takto monitorovali zateplené fasády na více než 300 panelových bytových domech ve městech s více než pěti tisíci obyvateli. Téměř na všech nalezli organismy degradující fasádu či přímo zdraví ohrožující plísně. „V našem portfoliu máme zhruba 19 000 zateplených objektů, jedná se hlavně o panelové domy, školy, školky, které jsou více či méně napadeny řasami a plísněmi,“ informoval Radek Kubálek. Podle Michaely Jakubičkové se ve více než 90 % případů vyskytuje řasa Apatococcus sp. a z plísní jsou to nejčastěji druhy Alteranaria a Cladosporium. Hůře na tom jsou podle ní staré budovy, u kterých se projevují častěji závady v konstrukci a také nedostatečná hydroizolace. „Dochází ke vzlínání vlhkosti, kdy většina stavebních materiálů dokáže nasávat vlhkost z poměrně velkých hloubek. Nadměrná vlhkost je primární podmínkou pro vznik a šíření biotického napadení,“ konstatuje. Speciálními nátěry už bylo natřeno zhruba 270 bytových domů po celé České republice, na kterých vědci sledují jejich účinnost. Konečné výsledky bude možno podle Radka Kubálka spolehlivě vyhodnotit přibližně do pěti let od aplikace. Je přesvědčen o tom, že obecně princip samočištění fasád fotokatalytickými technologiemi je velmi perspektivní a jako jeden z mála postupů nabízí účinné a ekologické řešení. Pražsk ý inovačn í vo ucher Program Pražský inovační voucher je podle Radka Kubálka skvělá příležitost získat vědecké informace o možnostech inovace technologií. Zdůrazňuje, že inovace poskytují potenciál pro rozvoj firmy. Vyvinuté inovativní technologie ji posouvají k lepším výsledkům a službám pro klienty. Z dotace bude firma čerpat finance mimo jiné na zaplacení vědecké výzkumné zprávy, která bude obsahovat know-how nových fotokatalytických materiálů. „Čeká nás velké množství experimentů a testování, které je časově náročné na hodnocení výsledků. Jsme nejenom vizionáři, ale hlavně racionální pragmatici, takže věříme, že výsledky výzkumu uplatníme v praxi,“ konstatuje Radek Kubálek. Jaroslava Kočárková
