Fotokatalýza – Kde slunce čistí dům

Žijeme v době, kdy se obecně na čistotu prostředí kladou stále vyšší nároky bez rozdílu odvětví. Stavebnictví tak dnes následuje v účinných ekologických procesech například automobilový průmysl. A zatímco u dopravních prostředků jde především o neustálé snižování škodlivých emisí, výrobci stavebních materiálů zaměřují svoji pozornost na boj s mikroorganismy, které vážně poškozují například fasády domů a jejich celkovou strukturu. Velmi účinným pomocníkem v tomto boji se stále více stává proces fotokatalýzy. 

Povrch fasády po několika letech                             Fasáda s Baumit NanoporTop
S celkově se snižující kvalitou ovzduší dochází u běžných fasád po čase k výraznějšímu vzniku a usazování mikroorganismů na povrchu venkovní omítky rodinného nebo bytového domu. Jedná se bohužel o neustálý proces, což v důsledku znamená bujení těchto organických látek a stále výraznější optické povrchové, ale i vnitřní znečištění fasády. Situaci bohužel nepřispívá ani často vysoká vlhkost vzduchu a nevhodná struktura povrchu fasády pro dané povětrnostní podmínky. Majitelé nemovitosti však mohou této situaci předejít již během její stavby či rekonstrukce její fasády. Jednou z možností je opatřit fasádu speciálním nátěrem, který využívá fotokatalytické reakce. Vedle toho stojí dnes možnost předcházet vzniku organických částic mnohem účinnější metodou. Jedná se o speciální fasády, které kombinují nanostrukturu povrchu s přítomností fotokatalyzátoru, který dokáže zmíněné organismy, například mechy, houby či plísně, za pomocí UV záření denního světla účinně a efektivně rozkládat. Opět se tedy jedná o využívání fotokatalytické schopnosti nové fasády k jejím samočisticím účinkům. Vývoj takové fasády však byl postupný. „V první fázi vývoje fasády se samočisticím účinkem jsme se zaměřili na její povrch. Do procesu vstoupila nanotechnologie, která umožnila vytvořit nebývale hladký povrch, ve kterém se mikroorganismy velmi těžce usazují,“ říká Ing. Jaromír Žumár, Ph.D. ze společnosti Baumit, spol. s r.o. a dodává: „Druhým, ještě účinnějším krokem, byla poté vhodná aplikace fotokatalyzátoru do struktury fasádní omítky s cílem efektivního využití samočisticího účinku.“ Právě značka Baumit sehrává na poli výroby samočisticích povrchů fasád zásadní roli a v její aktuální nabídce mohou stavební firmy i soukromí stavebníci využít velmi kvalitní fasádní omítky s názvem NanoporTop.
Fotokatalýza – skok do světa chemie a fyziky
Pod pojmem fotokatalýza si jen krátce připomeňme tento chemicko-fyzikální proces. Hlavní roli v něm sehrává fotolýza, tedy přirozený rozklad některých látek působením světla. S použitím fotokatalyzátoru se tato reakce rozkladu dále urychluje. Mezi látky, které jsou tímto procesem rozložitelné, patří příkladně oxidy dusíku, síry, oxid uhelnatý či uhlovodíky a také různé druhy organických látek. Mezi nejvýznamnější fotokatalyzátor, neboli urychlovač takové reakce, patří oxid titaničitý, který je aktivován právě působením světelného UV-A záření. Tato sloučenina kyslíku a titanu se přírodně vyskytuje v několika minerálních formách, ale lze ji také průmyslově vyrábět. Pro své rezistentní vlastnosti vůči UV záření, které přeměňuje pouze na teplo, je hojně využívána jako pigment do nátěrových hmot a také jako potravinářské barvivo. Právě působení oxidu titaničitého v kombinaci s denním světlem má zásadní vliv na délku a kvalitu rozkladu mikroorganismů ve zmíněných samočisticích fasádách. Ale zpět do každodenní reality ve stavebnictví.
Je skutečně fasáda samočisticí?
Tuto otázku si určitě klade každý, kdo stojí před rozhodnutím, jaký typ finální omítky pro fasádu svého domu použít. Samozřejmě, vždy je nutné vzít v potaz náklady s tím spojené. Máme tím na mysli nejen vstupní pořizovací náklady, ale stejně tak i investice do její případné obnovy či rekonstrukce. Z tohoto pohledu se dnes stále více stavebníků postupně přiklání k využití samočisticích fasád, i když standardní typ fasády je pořád v procentuální převaze. Je to možná dáno i skutečností, že ne všechny výrobky, které jsou na trh uváděny jako samočisticí, mají skutečně tuto schopnost organické nečistotě odolávat, resp. výkonnost fasády v tomto směru má různou úroveň kvality. Situaci lze přirovnat např. k čisticím a ochranným přípravkům využívajícím nanotechnologii v údržbě automobilu. Na trhu jich jsou takto označeny desítky, ale laboratorně byla nakonec prokázána nanostruktura pouze u několika z nich. I proto vznikl záměr posoudit laboratorně několik fasádních materiálů od různých výrobců, které byly uvedeny na trh se samočisticí schopností.
Inkoust v hlavní úloze 
Zmíněného záměru se chopil Technopark v Kralupech nad Vltavou, společný projekt Vysoké školy chemicko-technologické v Praze, Fakulty stavební Českého vysokého učení technického v Praze a Města Kralupy nad Vltavou. Pracoviště, jehož investorem byla Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, se poprvé otevřelo veřejnosti 6. června 2015. Se špičkovým technologickým vybavením se zaměřuje na oblasti stavební chemie a související obory, především materiálový výzkum. Do testování fotokatalytické aktivity fasád byly zařazeny vzorky od několika současných výrobců těchto materiálů, kteří deklarují na trhu samočisticí schopnost svých výrobků. Intenzitu a kvalitu fotokatalytické aktivity lze u takto označených fasádních materiálů stanovit a hodnotit hned několika způsoby. Jedná se o normou standardizované procesy. Jednou z poměrně jednodušších a rychlejších cest ke zjištění účinků fotokatalýzy v daném materiálu, kterou Technopark ve svém testu aplikoval, je sledování barevné přeměny za pomoci Resazurinového inkoustu. Tato speciální látka je totiž indikátorem fotokatalytické aktivity, podle které je možné ověřit, zda testovaný povrch vykazuje či nevykazuje fotokatalytickou aktivitu. Proces této normou dané metodiky spočívá nejprve v nanesení Resazurinového inkoustu sytě modré barvy na jednotlivé vzorky fasád a následně jejich vystavení účinku UV záření vhodné vlnové délky. Ukazatelem úrovně fotokatalytické aktivity je poté sledování změny barvy směrem k růžovému odstínu v závislosti na době ozařování UV zářením. Rychlost přeměny barevného odstínu je poté porovnávána mezi jednotlivými vzorky a jejich šaržemi. O celkovém výsledku laboratorního sledování specialistů byl na závěr zpracován Protokol a Technická zpráva Technoparku. „Fotokatalytická aktivita byla u výrobku NanoporTop hodnocena pomocí indikátorového inkoustu s obsahem barviva Resazurin. Pokud je studovaný povrch fotokatalyticky aktivní, dojde po expozici UV zářením k barevné přeměně barviva z původně modrého odstínu do odstínu růžového. Povrchy, které vykazují vysokou fotokatalytickou aktivitu mají čas barevné přeměny kratší. Naopak u povrchů s malou či zanedbatelnou fotokatalytickou aktivitou k barevné přeměně nedochází. U výrobku NanoporTop byl vyhodnocen čas barevné přeměny 34 min. Povrchy vykazující barevnou přeměnu Resazurinového inkoustu v rozmezí 1,5 – 45 min lze označit jako středně fotokatalyticky aktivní,“ zhodnotil zmíněný test Ing. Michal Baudys, Ph.D., výzkumný pracovník laboratoře fotokatalytické aktivity v Technoparku v Kralupech nad Vltavou.
Volba fasády s rozvahou
Právě fasádní omítka Baumit NanoporTop v testu samočisticích účinků nakonec úspěšně obstála, neboť vysokou fotokatalytickou aktivitu u tohoto druhu povrchové úpravy při tomto měření nelze dosáhnout. Pokud tedy stojíte před volbou správné fasády rodinného nebo bytového domu, mějte na paměti následující doporučení. Počáteční, možná o něco málo vyšší investice do materiálu se samočisticími účinky díky fotokatalytickému procesu, vám může v budoucnu ušetřit obrovské náklady na její údržbu či úplnou renovaci. Vedle posouzení investic do nové samočisticí fasády se rozhodně zaměřte také na volbu správného produktu. Nakonec právě zmíněný test takových fasád naznačuje, že mezi těmito výrobky mohou být kvalitativně výraznější rozdíly, i když v reklamních prospektech výrobců jsou všechny „papírově“ na stejné úrovni.