Výskyt řas na vnějších kontaktně zateplovacích systémech, část I.

Úvod
Zelené povlaky řas na historických objektech a pomnících jsou obecně považovány za součást „image“. U novostaveb či nově zateplených objektů, které jsou za krátkou dobu pokryty zeleným či zelenošedým porostem, je tato situace zpravidla jevem nechtěným.
Výskyt řas na vnějších površích obvodových stěn opatřených kontaktně zateplovacími systémy (tzv. ETICS) náleží již řadu let mezi nejčastěji diskutované problémy těchto typů konstrukcí (viz Obr. 1). Již od devadesátých let minulého století je snahou nejen výrobců těchto systémů, ale i řady výzkumných pracovišť po celé Evropě, tento problém zcela odstranit nebo alespoň účinně eliminovat. Bohužel je nutno hned na začátku tohoto článku konstatovat, že se doposud nepodařilo nalézt zcela universální a efektivní řešení. Cílem tohoto příspěvku je poskytnout souhrn dosavadních poznatků a alespoň základní přehled doporučení, jak těmto problémům předcházet.

  
Biologie řas a dalších mikroorganismů
Při osidlování stavebního kamene se jako pionýrské organizmy objevují různé druhy bakterií, které jsou ve vlhké a čisté atmosféře nebo na skrápěných površích následovány řasami. Brzy po nástupu řas se objevují mikroskopické vláknité houby, později mechy a lišejníky (symbiosa řasy a houby), které připravují půdu pro nástup vyšších rostlin.
Zvláštní a nejstarší skupinu mezi řasami tvoří sinice. Stavbou buňky se podobají bakteriím, proto se také nazývají cyanobakteriemi z řeckého kyaneos = modrý a jsou také mezi bakterie řazeny. Zelené řasy tvoří druhově nejbohatší a tvarově velmi rozmanitou skupinu řas, která se velmi často vyskytuje na stavebním kameni. (rody Gloeocystis, Tetracystis, Cystomonas, Muriella, Chlorella, Stichococcus, Scenedesmus, Klebshormium, Apatococcus, Trebauxia a další). Společným znakem zelených řas je přítomnost asimilačních barviv chlorofylu, karoténu a xantofylu. Asimilačním produktem je škrob. Zelené řasy mají řadu organizačních stupňů (monádový, hemimonádový, vláknitý aj.).
Sinice i zelené řasy vyžadují k růstu světlo, vzdušnou vlhkost a minerální látky. Velmi dobře rostou v místech, kde je nějaký čas zadržována voda (viz další odstavce). Za příznivých vlhkostních podmínek tvoří rozsáhlé povlaky různé konzistence, tloušťky a barvy. Převládá zelená až modrozelená, ale také šedá, hnědá a v suchých místech až černá (sinice). Barva sinic je extremně hluboká, je-li kámen suchý a organismy jsou dehydratovány. Hlavními pigmenty jsou v tomto případě karoten-lutein, a chlorofyl b. Důležité je, že tmavá pigmentace přetrvává i když buňky odumřou. Chlorofyl a karotenoidy lze čistit rozpouštědly (methanol, ethanol, aceton). Je-li ovšem pigment adsorbován na zdivu alumosilikáty, je čištění neúspěšné.
Živiny, které potřebují pro svůj růst si řasy berou z oxidu uhličitého, dusík z amonných solí, nebo přímo ze vzduchu. Protože obsahují chlorofyl, vytváří pomocí fotosyntézy cukry, které slouží i jako zdroj živin pro jiné mikroorganizmy. Řasy jsou schopny využívat některé jednoduché organické látky jako zdroj fosforu, dusíku a síry. Z tohoto důvodu se růst řas na fasádách zkrápěných deštěm zvyšuje v souvislosti stále větší eutrofizací srážek. Rozvoji řas napomáhá i adsorbce prachu a špíny a nejrůznějších těkavých látek na povrchu fasády za spolupůsobení větru.
Řasy jsou schopny růst ve velmi extremních podmínkách, kde mohou nejen přežívat ale i aktivně metabolizovat. U řady druhů ke známa jejich schopnost přetrvat různě dlouho v extrémních teplotách (-195 až + 1000C). Snášejí vyschnutí (až několik desítek let) a extrémně vysoké a nízké pH, silné γ a UV záření. Na kameni a na stavebních fasádách jsou takovéto spící, nekultivovatelné mikroskopické formy nazývány poikilotrofními organizmy (syndrom „Šípkové Růženky“). Po iniciační periodě (déšť) se však tyto organizmy rychle vrací do formy biofilmu.
Přizpůsobení řas pro extrémní podmínky je nejrůznějšího charakteru. Mimo tvorby klidových stadií, je to tvorba slizových obalů a pochev, změna viskozity protoplazmy, změna struktury buněčných stěn, přítomnost doplňkových pigmentů. Pro růst řas zejména v aridních podmínkách (fasády stavebních objektů) je rovněž důležitá jejich schopnost rychlého startu životní činnosti a značného rozvoje po slabých deštích. Díky produkci fytohormonu kyseliny abscisové, která u rostlin zvyšuje odolnost proti stresu a kterou řasy produkují, jsou odolné i proti vysoké salinitě a nízkému pH.
Řasy dobře rostou na povrchu i v pórech a prasklinách stavebního kamene, případně kámen aktivně penetrují. V nároku na světlo nejsou náročné. Vyskytují se sice především na ozářených místech, avšak mohou vegetovat i při slabém osvětlení ovšem ve spojení s nízkou teplotou. (okolo 0 C). Některé řasy jsou schopny naopak a přežívat dlouhá období sucha (třída Cyanophyceae). Další řasy (zástupci třídy Chlorophyceae, rod Pleurococcus a Trebauxia) tvoří bohaté porosty na vlhkém zdivu, ale v nouzi vystačí i se vzdušnou vlhkostí. Na vlhkých odvodňovacích žlabech vytváří sinice Lyngbya a Leptolyngbya velké odbarvené plochy. Růst řas je proto výrazný především na jaře a v zimě, méně na podzim, kdy se rozvíjí Nostoc na pojivu, Chlorela na stavebním kameni, Chroococcus na nástěných freskách. V létě roste dobře pouze Haematococcus a Hontzschia. Řasy nesnášejí pH okolo 12. Jakmile však vlivem atmosferické karbonatace klesne pH ve stavebním kameni pod 9 je nástup řas na vlhkém substrátu prakticky nevyhnutelný. Řasy dobře snášejí na osluněném zdivu velké tepelné výkyvy (0 až 850C). Teplota stavebního kamene nad 450C indukuje barevné rezistentní formy (Haematococcus, Pleurocapsa). Na cementových omítkách vytváří typický oranžový film sinice Trentepohlia (akumulace barviva karoténu).
Obdobně jako jiné skupiny mikrobů i řasy žijí v různých společenstvech, kde svými metabolity obohacují další členy mikrobní komunity a přispívají tak ke zvýšení agresivity celé mikrobní populace na stavebním kameni. Velmi časté jsou proto asociace řas a bakterií, řas a plísní, případně řas plísní a sirných bakterií. Na stavebním kameni jsou za příznivých vlhkostních a nutričních podmínek téměř vždy přítomny různé mikrokolonie chemoorganotrofních bakterií a mikromycet (plísní), mnohdy doprovázené aktinomycetami. Ty osidlují kámen především v sušším období a spolu s řadou zástupců rodu Bacillus (B. mycoides, B. subtilis, B. licheniformis aj.) tvoří dominantní společenstvo suchých povrchů fasád i anorganické střešní krytiny. Velmi častá je též asociace řas a bakterií nebo řas a plísní (řasa Chlorella sp. a bakterie Micrococcus, Flavobacterium, Alternaria spp., řasa Chlorella spolu s plísněmi Aspergillus, Penicillium, Cladosporium spp., případně řas plísní a bakterií (řasa Chroococcus, plíseň Trichothecium sp., sirné bakterie). Byl popsán i případ degradace stavebního kamene kooperací řas a mechů. Některé specie řasy Gleocapsa mohou být dokonce předchůdci dřevokazných hub. Ve všech případech řasy udržují ve svém okolí vysokou vlhkost, čímž tvoří vhodné mikroklima pro růst dalších skupin bakterií.

obr. 1 a 2 – příklady objektů s ETICS napadených řasami