Termowizyjna analiza nieszczelności okien, drzwi i elementów fasad przeszklonych |
Data dodania: 31.05.14 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wprowadzenie W budownictwie energooszczędnym chodzi o trzy rzeczy, co do których wszyscy naukowcy są zgodni: o pomniejsze strat energii, o maksymalizację zysków energii ze źródeł odnawialnych oraz optymalizację komfortu wnętrz. Znajduje to swe odniesienia także przy kształtowaniu przegród zewnętrznych.
Wszystko to ma prowadzić do budowania obiektów energooszczędnych odpowiednio zaizolowanych, o niższym koszcie eksploatacji. Stosuje się też duże powierzchnie przeszklone ścian zewnętrznych, zwłaszcza od strony południowej i zachodniej, rzadziej od strony wschodniej, celem uzyskania dodatkowych zysków ciepła w bilansie cieplnym budynku od nasłonecznienia. Maksymalizacja zysków energii ze źródeł odnawialnych może nastąpić tylko w przypadku przegród przezroczystych i przeświecających, gdzie dodatkowo dochodzi efekt szklarniowy, potęgujący skuteczność termiczną przegrody. Spełniająca energetyczne wymogi przegroda musi być szczelna.
Rys. 1. Rozkłady temperatury na powierzchniach zewnętrznych budynków w obszarze okien, drzwi i fasad przeszklonych, obserwowane pod kątem oceny szczelności obudowy
Napływ świeżego, niezbędnego powietrza winien podlegać kontroli, co zapewniają oddzielne systemy, do tego celu specjalnie powołane. Komfort wnętrz pomieszczeń z przegrodami zewnętrznymi jest powiązany w sposób kompleksowy. Na stabilność temperatury duży wpływ wywiera pojemność cieplna przegród, zarówno wewnętrznych, jak i zewnętrznych. Komfort wnętrz pomieszczeń z przegrodami zewnętrznymi jest powiązany w sposób kompleksowy.
Na stabilność temperatury duży wpływ wywiera pojemność cieplna przegród, zarówno wewnętrznych, jak i zewnętrznych. Współczesne budownictwo powinno być nastawione w coraz większym stopniu na oszczędzanie energii, a zarazem na zapewnienie użytkownikom budynków odpowiedniego komfortu cieplnego wewnątrz pomieszczeń w każdych warunkach atmosferycznych.
(...)
Jak rozumieć pojęcie szczelności budynków?
Wysoka szczelność ogranicza straty ciepła, eliminuje zagrożenia budowlane spowodowane zawilgoceniem przegród i umożliwia osiągnięcie systemom wentylacji/klimatyzacji optymalnych warunków działania. Doprowadzenie i usuwanie powietrza wentylacyjnego musi następować poprzez miejsca do tego przeznaczone, a nie szczeliny w przegrodach.
Dopływ świeżego powietrza poprzez okna lub nawiewniki poza tym, że może być regulowany, nie powoduje szkód budowlanych, jak ma to miejsce w przypadku przepływu powietrza przez nieszczelności w przegrodach. Należy więc podkreślić, że szczelność obudowy budynku jest cechą bardzo pożądaną i poprawiającą proces wymiany powietrza w budynku.
Ucieczka ciepła może następować poprzez: pakiet szybowy, ramy skrzydeł i ościeżnic, mostki liniowe połączeń różnych elementów okna, infiltracje powietrza przez uszczelki skrzydeł, infiltrację i przewodzenie przez niewłaściwe osadzenie okien i fasad w murze. Wszystkie te zjawiska mogą być wykryte i ocenione podczas badań termowizyjnych wykonywanych z zewnątrz (rys. 1) i od wewnątrz pomieszczeń (rys. 2).
Rys. 2. Rozkłady temperatury na powierzchniach ścian osłonowych rejestrowane od wewnątrz pomieszczeń w obszarze drzwi, okien i przeszkleń, obserwowane pod kątem
Niekiedy podczas użytkowania budynków, czy to mieszkalnych, czy biurowych, wychodzi sprawa niedostatecznego komfortu cieplnego w strefach przeszklonych w okresie zimowym. Nieszczelności mogą być wykryte od wnętrza pomieszczeń, widoczne jako ciemniejsze obszary zasysanego zimnego powietrza, lub z zewnątrz, jako jaśniejsze obszary wydmuchiwanego cieplejszego powietrza. Mogą one wynikać z niewłaściwego osadzenia i uszczelnienia drzwi i okien, mogą też być skutkiem nie wyregulowanych zawiasów, lub uszkodzonych uszczelek itp.
Rys. 3. Obrazy termalne na powierzchniach okien i w ich sąsiedztwie od wnętrza, na których widać wdmuchiwanie zimnego powietrza, wynikające z istniejących nieszczelności
Rys. 4. Obrazy termalne na powierzchniach okien i w ich sąsiedztwie od wnętrza, na których widać zaciąganie zimnego powietrza w strefie bocznej i górnej futryny balkonowej
Rys. 5. Obrazy termalne na powierzchniach okna połaciowego, okna skrzynkowego i drzwi balkonowych od wnętrza, na których widać wdmuchiwanie zimnego powietrza
Rys. 6. Obrazy termalne na powierzchniach przeszklenia i w ich sąsiedztwie od wnętrza, na których widać wdmuchiwanie zimnego powietrza przez drzwi balkonowe przy podłodze
Rys. 7. Pokazane nieszczelności przy drzwiach wejściowych do budynku mieszkalnego i przy bramie garażowej oraz przy szklanych drzwiach wejściowych do budynku biurowego – przy podłodze widoczne od wnętrza ciemniejsze obszary
Rys. 8. Pokazane nieszczelności w obszarach przeszklonych budynku oraz przy oknie i drzwiach wejściowych – z zewnątrz widoczne jaśniejsze obszary wypływu ciepłego powietrza z wnętrza
Zdarza się, że niezbyt dobrze dopasowane są skrzydła do futryn okiennych, powodując napływ niekontrolowanego zimnego powietrza (rys. 3-5), zwłaszcza znaczny przy drzwiach balkonowych (rys. 6). Napływ powietrza przez okna i drzwi spowodowany może być tzw. wypaczeniem się okien i drzwi (rys. 5, 7). Brak dostatecznej szczelności można obserwować metodami termowizyjnymi od wnętrza (rys. 3-7) oraz z zewnątrz budynku (rys. 8). Poniżej przedstawiono termogramy uzyskane podczas typowych badań termowizyjnych w czasie normalnej eksploatacji pomieszczeń.
Rys. 9. Porównanie szczelności powietrznej w obszarze okien w tym samym budynku, stwierdzono zauważalne różnice w rozkładach temperatury przy oknach pokazujące różnice w ich szczelności
Rys. 10. Porównanie rozkładów temperatury na powierzchni wewnętrznej w obszarze okien przy ramach, stwierdzono znaczne wychłodzenie dla drzwi balkonowych przesuwnych przy pionowej futrynie, wynikające z uszkodzenia uszczelki oraz dla przeszklenia przy ramach poziomych w środku okna oraz przy podłodze
Rys. 11. Fotogramy i obrazy termalne na powierzchniach przeszklonych budynku użyteczności publicznej od wnętrza, na których widać obszary wdmuchiwania zimnego powietrza oraz miejsc przeszklenia, które są szczelne
Rys. 12. Fotogramy i obrazy termalne na powierzchniach przeszklonych budynku użyteczności publicznej od wnętrza, na których widać obszary wdmuchiwania zimnego powietrza oraz miejsc przeszklenia które są szczelne
Ogromne znaczenie ma też jakość dobranych uszczelek przy ramach okiennych oraz ich trwałość i sposób zamocowania (rys. 10). Wszelkie niedoskonałości i usterki powodują utratę szczelności, co widać na obrazach termalnych.
Nieszczelności takie można wyczuć i potwierdzić przykładając rękę w danym obszarze. Trudniej to zlokalizować w trudnodostępnych obszarach przeszkleń (rys. 11, 12), dlatego wtedy najkorzystniej jest zastosować metody termowizyjne. Wykorzystać je można także do oceny szczelności drzwi oraz do porównania niekontrolowanego i regulowanego napływu powietrza w oknach, bez i z nawiewnikami.
Najbardziej polecaną formą badań efektywności energetycznej domu, kontrolującą jednocześnie jakość wykonania prac budowlanych, jest wykonanie badania termowizyjnego równocześnie z badaniem szczelności powietrznej budynku – uzyskujemy dzięki temu bardzo kompleksowy obraz ewentualnych niedomogów, powodujących wzrost kosztów eksploatacji oraz stanowiących zagrożenie degradacji materiałów budowlanych. Niska szczelność powietrzna obudowy budynku prowadzi do niekontrolowanego przepływu powietrza przez szczeliny i pęknięcia w przegrodach.
Jeszcze większego znaczenia nabierają w budynkach niskoenergetycznych i pasywnych, gdzie wszystkie rodzaje strat ciepła powinny być ograniczone do minimum. W niektórych sytuacjach osiągnięcie oczekiwanego standardu energetycznego bez szczelnej obudowy jest niemożliwe, pomimo że budynek jest wyposażony w system wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła.
mgr inż. Józef Osiadły
Całość artykułu w wydaniu drukowanym I elektronicznym
|