عزل الأسطح والأرضيات في المباني الأثرية ضد الماء والحرارة

لماذا نلجأ لعمليات عزل الأسطح أو الأرضيات في المنشآت الأثرية والتاريخية ..؟
نلجأ لذلك بسبب ارتفاع نسبة الرطوبة التي تؤثر علي المبني بشكل سلبي وخصوصا في المباني الاثرية والتاريخية المطلة علي السواحل أو المدن التي تتعرض للمطر بشكل قد يؤثر علي اسطح المباني ،
أو العزل الحراري في المناطق الحارة
كذلك نلجأ إلي عمليات العزل للارضيات أو الأساسات داخل المدن المكتظة بالسكان والتي تعاني من مشاكل في الصرف الصحي ،
أو لإرتفاع منسوب المياة التحت سطحية أو إرتفاع منسوب المياه الجوفية بما يؤثر بشكل مباشر علي أساسات وحوائط وأرضيات المباني الأثرية
كيف نختار المادة العازلة ..؟
لاختيار العزل المناسب يجب مراعاة الآتي :
الغرض من العزل..
عزل الرطوبة للأرضية أم للقبو في التكايا والخنقاوات أم للأساسات أم عزل الحمامات أم عزل الأسطح والأسقف أو القباب ..
ويراعي جيدا طبيعة الأرض المقام عليها المبني ..
هل هي رملية , صخرية , طينية جافة , طينية مشبعة بالمياه , ارض طينية أو رملية معرضة لتسربات مياه من مصادر محيطة بها كأن يكون الأثر داخل نطاق أرض زراعية
هل مادة العزل سوف تستخدم للأسطح ؟
أم للاساسات؟
أم لتبطين البرك والنافورات التاريخية؟
مثل فسقية قصر محمد علي بشبرا والتي تم عزلها بشكل خاطيء في اوائل الالفية الثانية حيث تسربت المياة من البركة بعد الانتهاء من عملية الترميم والعزل ونقص منسوب المياه للنصف في اقل من 12ساعة بعد ملئها وكان هناك مهرجان سينيمائي مقام في الفسقية ولذا توجب علي القائمين استخدام مضخات لتحافظ علي منسوب المياه طوال الحفل خوفا من الإنخفاض وكان ذلك ايام الوزير فاروق حسني ،
ومنذ انتهي الحفل والي الأن لم يتم اجراء ترميم للترميم ! أو بالأحري معالجة عيب الترميم وعمليات العزل المصاحبة لة مع الاخذ في الاعتبار ان البركة مقامة علي منسوب سطح الارض وهذا يتطلب خبرة ومهارة ودقة في عملية عزل البركة كما يتطلب اختيار مادة مناسبة تتحمل الضغوط النانجة عن المياة
نوع المناخ ..
هل الأثر في جو معتدل الرطوبة خفيف المطر أو معتدل المطر أو كثير الأمطار وعالي الرطوبة و تساقط الثلوج.الطبقات العازلة للرطوبة.
ولذا ..
يجب أن نعي تماما أن الغرض من استخدام الطبقات العازلة للرطوبة هو منع انتقال مسارات الرطوبة أو المياه من منطقة إلى أخرى سواء علي الاسطح أو اسفل المبني ،
. ويعتبر عزل الرطوبة هو الطريقة التي تمنع مرور الرطوبة أو المياه بين مواد البناء و منع انتشارها داخل المباني سواء كان مصدرها المباشر أو غير مباشر وذلك بانتقالها عن طريق الخاصية الشعرية والضغط الأسموزي ،
حيث تتجه حركة مسارات الرطوبة والمياه بين مواد البناء إلى أعلى في حوائط الأساسات والدور الأرضي ،
وتتميز طريقة عزل الرطوبة Damp Proofing عن طريقة عزل المياه Water Proofing بوضع مادة عازلة للمياه تقاوم الضغط الهيدروستاتيكي المستمر Constant Hydrostatic Pressures ، ويجب وضع طبقة أفقية عازلة فوق الأرض في الحوائط التي لها أساسات تحت منسوب الأرض الطبيعية لمنع مسارات الرطوبة الأرضية المتجهة إلى أعلى من خلال أساساتها ، لأن عدم منع هذه الرطوبة سوف تعرض الحوائط التي فوق الأرض الطبيعية للترطيب والعفن واتلاف البلاطات الارضية او التوغل في العروق الخشبية داخل الحوائط أو رفع نسبة الرطوبة في الاحجار ( وقد سبق التحدث عن تاثير الرطوبة وماتحملة من املاح علي الجدران )،
لذلك يجب أن توضع الطبقة العازلة للرطوبة فوق سطح الأرض مستمرة على كل الحوائط وتكون على ارتفاع حوالي لايقل عن 20 سم فوق منسوب الردم او الرصيف ،
أنواع المواد والخامات العازلة المستخدمة في الآثار ..
المواد الصلبة ..
ومنها ..
الألواح المعدنية Metal Sheets :
وهي ألواح تستعمل لشدة عزلها للرطوبة والمياه في الأسطح والحوائط والأرضيات والألواح المعدنية لها أشكال كثيرة منها :
ألواح الرصاص :
و يجب أن يكون سمك اللوح لا يقل عن 3 مم ويزن 19.5 كجم / م2 يعتبر الرصاص مانع جيد للرطوبة والمياه وهو قابل للصدأ عند ملامسته أو دفنه في طبقة من مونة الجير أو الأسمنت وعلى ذلك يجب حماية فرخ الرصاص قبل استعماله بدهان وجهيه بالبتومين مع مراعاة حساب الأحمال جيدا والأخذ في الإعتبار عدم تأثيراها علي المبني
ألواح النحاس ..
يجب أن يكون سمك اللوح لا يقل عن 0.25 مم ويزن 2.28 كجم / م2 ويعتبر النحاس مانع جيد للرطوبة والماء وهو مادة لدنة ومن صفاته قوة تحمله للشد العالي والانبعاج حتى عند هبوط المبنى الخفيف ومن عيوب هذه المادة أنها تصدأ وتتغير معالم سطحيها حيث يتكون طيقات من الصدأ إلى أكاسيد النحاس القاعدية بفعل التفاعل مع الرطوبة في وجود أكسجين اللهم إذا تم عزلها بالبارلويد ولكن تزداد في هذه الحاله التكلفة الاقتصادية مع الحرص علي الصيانة الدورية ،
أما استعمالها في المباني فهو مثل أفرخ الرصاص تماما ويضاف إلى ذلك إمكان استعماله لتغطية السطح الجارجي للقباب والقبوات وخلافه لسهولة تشغيله
ألواح الألومنيوم ..
وهي مادة لا تصدأ بالعوامل الجوية بسرعة ويمكن معالجتها بعملية الدهان الالكتروستاتيكي وكسبها ألوانا كثيرة ويسهل استعمالها كمادة عازلة لكسوة الأسطح الخارجية للحوائط والقباب والقبوات نظرا لصيانتها الغير مكلفة وسهولة تركيبها بالإضافة إلى أن ألواح الألومنيوم من أكثر الألواح المعدنية استعمالا في الوقت الحاضر نظرا لمقاومتها الشديدة للرطوبة الماء في المباني بخلاف ثمنها وخفة وزنها بالمقارنة إلى ألواح المعادن الآخرى
ألواح حديد الاستنلس استيل ..
مقاومة للصدأ وتستعمل عادة في الأماكن الظاهرة للعين المجردة مثل تغطية النهايات للدراوي والأسطح وخلافه
وهناك موادصلبة اسفلتيةولكنها غير ملائمة للاسقف وقد تصلح في الاساسات ولكنها تتاثر بالرطوبة
مواد العزل السائلة ..
ويراعي ان معظم هذه المواد تستخدم لعزل الاساسات والارضيات واختيار مايناسب عزل الاسقف
وتشمل نوعين من الخامات ..
خامات تستخدم بالعزل علي البارد ، ومواد للعزل علي الساخن والمواد التي تستخدم علي الساخن يمكن ان تكون متلفة علي الاسطح الاثرية إذا استخدمت بشكل مباشر وخصوصا وان هذه الاسطح يمكن ان تكون حاملة للزخارف ..
مواد العزل على الساخن:
وتتميز هذه الطريقة بالقدرة على تغطية مساحات أكبر وذلك بتسخين المواد العازلة مثل البيتومين ، ولكن يحتاج إلى الحرارة العالية عند الاستخدام و لابد من اتخاذ الإحتياطات و الوقاية الصحية الازمة أثناء العمل به.
العزل على البارد:
لا يحتاج للحرارة وهو يتميز بسهولة وسرعة التشغيل و الأمان الصحي لعدم انبعاث غازات من المواد العازلة كما يمكن أستخدامه على الأسطح الرطبة.
مواد العزل للرطوبة :
البتومين Bitumen :
يصنع البتومين من ما تبقى من تقطير البترول الخام حيث يتراوح قوامه بين الصلابة وشبه الصلابة كما أن لونه يتراوح بين الأسود والبني وهو قابل للذوبان في كبريتيور الكربون ومن أشهر أنواعه المستعملة في العزل الرطوبي :
البتومين المنفوخ (المؤكسد) : ينتج من خفض نسبة الهيدروجين إلى الكربون في البتومين المصهور مع انقاص الزيوت السائلة التي يحتويها بنفخ الهواء فيه مما يزيد من ليونته وقابليته للشد والثني
البتومين المتصلد: ويتكون بتقطير البتومين تحت ضغط تفريغي لطرد الزيوت الثقيلة والمختلطة به فيتحول إلى حالة الصلابة ويستخدم لذلك عند وجود أحمال ميكانيكية عالية ودرجات حرارة منخفضة في نفس الوقت ويستبعد لهذا السبب استخدامه لعزل المنشآت العادية
معلقات بتيوميتية :
وهي معلقات للبتومين تنتج من تفتيته تفتيتا زائدا في الماء وفي وجود عوامل مساعدة وعند استخدام هذا النوع في أعمال البناء ينفصل فيه الماء عن البتومين و يعتبر البتومين من المواد المرنة التي تقاوم انبعاج المباني نتيجة هبوط حوائطها الطفيفة بدون تلف كما يعتبر البتومين من أكثر المواد المستعملة في الوقت الحاضر في عزل الرطوبة نظرا لرخص ثمنه عن بقية المواد العازلة الأخرى بخلاف مرونته وسهولة استعماله ومقاومته لتكاثر الفطريات والسوس والنمل وخلافه
سائل عزل المياه Water Proofing Liquid:
يصنع هذا السائل من خلط مادة البرافين إلى الزيت الطيار حيث يدهن المخلوط السائل بالفرشاة أو يرش بماكينات الرش الخاصة على المناطق المنفذه للمياه أعلى منسوب الأرض ويمكن الاعتماد على هذه الطريقة لمنع الرطوبة من 3 – 5 سنوات حسب نوع المادة وكيفية تعرضها للرطوبة
مشمع البولي ايثيلين Polyethylene Membrane :
وهو أسود اللون و لاستعماله كمادة عازلة للمباني يجب أن يكون سمكه لا يقل عن 0.46 مم ووزنه حوالي 0.48 كجم / م2 ويعتبر البولي ايثيلين من المواد المرنة التي تقاوم الانبعاج المترتب على هبوط المباني الخفيفة بدون تلف ونظرا لرقة سمك هذا المشمع عن مادة البتومين لذلك يفضل وضعه في لحامات مونة المباني وكذلك في عزل الحمامات.
أحدث المواد المستخدمة للعزل علي البارد واكثرها شيوعا وملائمة لعزل الأسقف الأثرية والغير اثرية مادة تحت اسم تجاري تسمي ( ديباك روفنج )
و لكن هذه المادة يشترط دهان السطح المراد عزلة قبل استخدامها بطبقة من السيلر مخففة بنسبة 50% ثم استخدامها علي ثلاثة مراحل
العزل بالحقن ..
تستخدم طرية العزل بالحقن في حال تشبع الأساسات بالرطوبة أسفل المبني الأثري ،
وتستخدم مواد سائلة ذات قدرة علي التوغل في حبيبات التربة و تكوين طبقة حماية اسفل الاساسات في الفراغات البينية لحبيبات التربة
ويتم الحقن من خلال عمل فتحات يتم من خلالها ضخ المادة السائلة وتختلف المنتجات في المسميات التجارية ولكن جميعها تعود الي كونها مشتقات بترولية
الطرق المثلي لعزل الأسطح الأثرية ..
وتصلح للاسطح المستقيمة والمائلة (الجمالونات )
الطريقة الأولي باستخدام الخرسانة الرغوية والمواد العازلةالسائلة و لفائف البولي إيثيلين وتتم علي النحو التالي
يتم تنظيف الاسطح جيدا من الاتربة والعوالق إما يشفط الاتربة أو باستخدام البلاور
ثم يتم فرد لفائف البولي إيثيلين علي الاسطح مع وحوب عمل ركوب بين اللفائف لعدم ترك فواصل مع ضرورة اللحام ،
كذلك يجب عمل ركوب علي الاطراف للحوائط من 20/30سم وكذلك علي الاماكن البارزه من الاسقف
ثم يتم وضع طبقة من الخرسانة الرغويه سمك لا يقل عن 10 سم وهذه الطيقة تعمل علي حماية السقف من الصدمات وتتميز يصلابتها وخفة وزنها علي اسقف المباني الاثرية الخشبية وكذلك وجود طبقة من البولي ايثيلين اسفلها يسهل من ازالتها في حال تلفها او وجود تسرب في حالات الصيانة الدورية
ثم يتم دهان مادة العزل ديباك روفينج (علي سبيل المثال )
علي النحو التالي
يتم اولا فرد طبقة من السيلر المخفف 5%ماء وانتظار الجفاف ،
يتم فرد طبقات من اللباد فوق طبقة الحماية ( طبقة الخرسانة الرغوية )
مع ضرورة وجود ركوب ايضا كما سبق شرحه ..
ثم يتم دهان المادة العازلة علي ثلاثة مراحل يين كل مرحلة واخري ثلاثة ايام لضمان جفاف كل طبقة
بالنسبة للقباب ..
يمكن استخدام ألوح الرصاص والنحاس وغيرها من الالواح القابلة للتشكيل مثل الالومنيوم مع مراعاة الأحمال و مراعاة عزل الواح النحاس لحمايتها من التأكسد
العزل ضد الحرارة ..
هذه المرة تمثل عملية عزل مزدوجة صد الحرارة والمياه في آن واحد ،
يستخدم هذه النوع بعد تمام العزل المائي ووضع طبقة البولي ايثيلين علي الاسطح الخشبية ،
ثم يتم استخدام البولي يوريثان فوم السائل (الفوم )بطريقة الرش باستخدام كومبريسور فوق طبقة البولي ايثيلين بسمك من 5/10سم ، ثم يتم فرد طبقة الخرسانة الرغوية ويعلوها طبقة الغزل المائي السائل كما سبق شرحة ،
ويمكن الإستعاضة عن البولي يوريثان السائل (الفوم ) باستخدام ألواح الترماكول وهو أحد منتجات البولي ستايرين عالي الكثافة ويأتي علي هيئة ألواح بسمك 4،5 سم مساحة 1م ×50سم أو اكبر قليلا وله حواف لتحقيق نسبة ركوب بين الالواح لإحكام التلاصق وتوضع الألواح فوق طبقة البولي إيثيلين ثم فوقها الخرسانة الرغوية يعلوها طبقة العزل السائلة ، ويمكن ايضا الاستعاضة عن الخرسانة الرغوية بطبقة من المونة الاسمنتية مخلوطة بحبيبات البولي ستايرين وفي هذه الحالة تزيد هذه الطبقة من العزل الحراري للسقف ويتم خلط الاسمنت مع الرمل وحبيبات البولي ستايرين في صورة خلطة لدنة 1رمل 2حبيبات 2اسمنت ..
وتستخدم هذه الطريقة لتقليل نفاذية درجة الحرارة في المنشآت الموجودة بالمتاطق الحارة وذلك لحماية الطبقات الحاملة للزخارف والالوان من التقشر او الانفصال بفعل درجات الحرارة المرتفعة
التأثيرات السلبية لعزل خاطيء ……
نموذج في فسقية فصر محمد علي بشبرا ، حيث تم عزل البركة بشكل خاطيء أدي إلي تسرب مياة البركة
في خلال اقل من 24ساعة بعد ملئها ،
وكذلك عزل خاطيء للاسقف الجمالونية باستخدام الرصاص الثقيل كان من نتيجته ان انهارت اجزاء من الاسقف الجمالونية الطائرة (الغير محموله علي اعمدة ) نتيجه لموجة تفجيرية في مبني مجاور يبعد عن القصر بحوالي 1000متر تقريبا وذلك لان طبيعة نظام التغطية لاسقف الفسقية عبارة عن جمالونات خشبية تتميز بالمرونة ضد اي اهتزازات او ذبذبات في الاحوال العادية ولكن مع اضافة الرصاص اعلي الجمالون ادي الي انهيار الكورنيشة الطايرة لوجود حمل ثقيل يعلوها وعدم وجود اي دعامات حامله في الحواف فهي عبارة عن خشب بغدادلي مغطي بطبقة من الجص
وبالتالي لم تصمد أمام الموحة التفجيرية وحدث بها انهيارات كما هو واضح بالصور ..
مصطلحات هامة في العزل ..
النفاذية للمياه …
وهو مصطلح يعبر عن مقدارسماحية مادة ما لمرور المياه وبخارها من خلال مسامها بدون انقطاع. منفذ المياه :وهو مصطلح يعبر عن المواد التب بها شقوق أو ثقوب أكبر قليلا من مسام الخاصية الشعرية والتي تسمح بمرور المياه من خلال مسامها وعكسها هي المواد الغير منفذه للمياه.
مقاوم للمياه ..
وهو مصطلح يعبر عن قدرة بعض المواد على منع سريان أو نفاذ المياه و بخارها من خلالها كما تعتبر المواد التي بها هذه الصفة عازلة للرطوبة.
مواد مقاومة للبلل …
وهو مصطلح يعبر عن مواد لا تبل ولكنها لا تنقل المياه خلالها بواسطة الخاصية الشعرية وحدها . والمياه يمكن أن تمر خلالها تحت ضغط هيدروليكي عالي وتعتبر المواد التي بها هذه الصفة عازلة للرطوبة أيضا.
مواد عازلة للمياه …
وهو مصطلح يعبر عن المواد الغير مسامية للمياه أو بخارها فهي تمنع مرور المياه أو بخارها خلالها سواء كانت بضغط هيدروليكي أو بدونه وتعتبر المواد التي لها هذه الصفة شديدة العزل للرطوبة والمياه.