W budownictwie mieszkaniowym badaniom termograficznym podlegają wszystkie elementy ścian osłonowych budynku, od piwnic (pasy przyziemia) aż do dachów. W załączonych termogramach przedstawiono niektóre z wad budowlanych.

 

Omówiono elementy składowe budynków oraz wpływ zastosowanej metody badań, warunków środowiskowych przed i po badaniu wyniki i ich interperetację. Nie zawsze bowiem wyniki badań można zinterpretować stosując schemat myślowy: „zimna ściana = dobra izolacyjność cieplna”„ciepła plama (fragment ściany) = zła izolacja”.

 

 

Rys. 1. Rozkład temperatury w ścianie warstwowej: α – współczynnik przejmowania ciepła, λ – współczynnik przewodnictwa cieplnego

 

Ściany osłonowe typu tradycyjnego (pełna cegła, pełny mur) charakteryzują się dużą pojemnością cieplną (bezwładnością) i nie są podatne na zmiany temperatury otaczającego je powietrza.

 

Podczas badań w późnych godzinach nocnych (kilka godzin po zachodzie słońca) elementy powierzchni o mniejszej bezwładności cieplnej, np. nadproża osłonięte supremą czy styropianem, wychłodzone powietrzem mogą mieć niską temperaturę powierzchni bliską temperaturze otoczenia, natomiast mur w tym czasie cechuje temperatura o wartości bliskiej średniej dobowej (jest cieplejszy).

 

W interpretacji trzeba więc uwzględnić dobowe wahania temperatury, porę badania, konstrukcję nadproży itp. Myślenie schematyczne może np. doprowadzić do wniosku: „Współczynnik U dla nadproży jest bardziej korzystny niż dla muru”. Co nie musi i zwykle nie jest prawdą.

 

Rozkład temperatury w ścianie warstwowej
Temperatura ścian warstwowych (np. wielka płyta) zmienia się w sposób nadążny (z 1 – 2 godzinnym opóźnieniem) wraz ze zmianą temperatury otoczenia.

 

Badania nocne wykazują, że w porównaniu do nich, niekorzystne wyniki mają murowane filarki międzyokienne, płyty balkonowe, ściany przyziemi i inne elementy o dużej bezwładności cieplnej, dla których proces akumulacji, ale i oddawania ciepła trwa dłużej.

 

Wieczorem, nawet kilka godzin po zachodzie słońca elementy o dużej bezwładności cieplnej są ciągle cieplejsze a w godzinach porannych gdy temperatura rośnie różnice zacierają się.

 

Rys. 2. Kotwy wielkiej płyty

 

Rys. 3. Wielka płyta, przyziemia

 

Rys. 4. Wychłodzona płyta balkonu w czasie spadku temperatury (dom nieocieplony

Elementy składowe budynku

 


Balkony
Te elementy budynku są najczęściej mostkami cieplnymi, gdyż zakotwiczone są w murach osłonowych i związane z płytami stropowymi. Płyta balkonowa ma pewną grubość, masę i związaną z tym bezwładność cieplną.

 

Jednocześnie jednak ze względu na swoje położenie wystawiona jest na działanie konwekcji i wiatru silniejsze niż ściana co powoduje szybsze odprowadzanie ciepła do otoczenia.

 

Wszystkie te informacje powodują, że diagnoza termograficzna musi bazować na:
- znajomości konstrukcji,
- porównaniu badanego balkonu z innymi balkonami na tej samej ścianie.

 

Ważne jest też, aby zwrócić uwagę na jakość okien pod balkonem, zwłaszcza podczas badań w czasie słabego wiatru i to czy okna są otwarte.

Stosowane obecnie okładanie płyt balkonowych styropianem z góry i z dołu oraz na czole płyty jest na ogół wystarczającym sposobem na uniknięcie problemów związanych z mostkami termicznymi tworzonymi przez te płyty.

 

Loggie
Obserwacja termograficzna ścian loggii prowadzona o dowolnej porze wykazuje, że mają one temperaturę wyższą niż sąsiedni fragment ściany elewacyjnej.

 

Spowodowane to jest co najmniej dwoma czynnikami:
- zmniejszoną konwekcją i możliwością oddawania ciepła,
- faktem, że loggia jest wnęką o większym współczynniku emisyjności.

 

Podstawą diagnozy i kwalifikowania ścian loggii jest porównanie z innymi i znajomość konstrukcji ściany i temperatury w mieszkaniu za ścianą. Przyziemia Te elementy budynków mające dużą bezwładność cieplną i będące podatne na nasłonecznienie oraz nie posiadające izolacji termicznej, w badaniach termograficznych (zwłaszcza wiosennych) wykazują wysoką temperaturę.

 

Rys. 5. Osłony loggii jako wskaźnik aktualnej temperatury powietrza (dom ocieplony)

 

Rys. 6. Okna o różnej jakości na 6 i 7 piętrze tego samego budynku, na tej samej elewacji. Po prawej stronie widoczne rozszczelnienia okien w górnej krawędzi. Pomiar wykonano obiektywem o kącie polowym 12°

 

Rys. 7. Budynek typu LIPSK. Wypływy powietrza widoczne jedynie na górnych kondygnacjach. Pomiar
wykonano w warunkach bezwietrznych

 

Rys. 8. Rejestracja „zimnych odbić” wykonana została w nie najgorszych warunkach radiacyjnych nieba. Rzeczywista temperatura szyb jest niewątpliwie wyższa niż elewacji. Podobny problem występuje też dla innych „niskoemisyjnych” pokryć elewacji: płyty PCV – Al., polerowany granit i inne

 

  

Rys. 9. Niska temperatura podłogi przyczyną dyskomfortu cieplnego

 

Niestety w Polsce norma nie nakładała obowiązku izolowania ścian piwnicznych w związku z czym obraz termiczny w starszych budynkach będzie zawsze świadczył o dużym przewodnictwie cieplnym mimo, że zwykle temperatura po drugiej stronie tych przegród jest niższa niż w mieszkaniach. Wyższą temperaturę spotykamy jedynie np. w pomieszczeniach węzłów ciepłowniczych, pralniach, hydroforniach itp.

 

Ze względu na bardzo dużą bezwładność cieplną badania powinny być prowadzone w stabilnej temperaturze powietrza, a strona nasłoneczniona musi być badana po 6-8 godzinach od zacienienia.

 

Strychy, stropodachy, dachy
Ściany strychów i stropodachów wentylowanych mają zwykle niską izolacyjność cieplną. Podwyższona temperatura ścian strychów widoczna na termogramach może być jednak skutkiem wad wykonawczych izolacji kładzionej na stropach mieszkań (np. stropodachy wentylowane budowane są jako nieprzechodnie i jako takie są niemożliwe do sprawdzenia).

 

Stropodachy niewentylowane podatne na zawilgocenia powinny być sprawdzane termograficznie z góry (z wysokich domów, z helikoptera) w czasie takich warunków pogodowych aby kontrast termiczny był największy.

 

Naroża zewnętrzne budynku
Powinny być zimniejsze od sąsiednich fragmentów ścian z powodu różnicy powierzchni napływu i odpływu ciepła (wnęka i róg) oraz z powodu różnicy współczynników konwekcyjnego przejmowania ciepła α (wnętrze- -zewnętrze).

 

Analogicznie – wnęki powinny być zawsze cieplejsze od sąsiednich fragmentów ściany. Każde odstępstwo od tych reguł powinno być sprawdzone.

 

Zawilgocenia murów i osłon zewnętrznych obok klasycznych metod wykrywania (wymagających jednak dostępu bezpośredniego mogą) być badane termograficznie w sprzyjających warunkach (wiatr, małe gradienty temperatury w funkcji czasu) jednak uzyskane wyniki wymagają weryfikacji.

 

Okna
Okna są poddawane badaniom termograficznym od zewnątrz w celu oceny ich termoizolacyjności i szczelności. Jako elementy o małej bezwładności cieplnej (szyby, ramy) mogą być badane nawet podczas zmian temperatury powietrza.

Podczas badan szczelności od zewnątrz konieczne jest spełnienie warunku wypływu ogrzanego wewnętrznego powietrza przez szczeliny w oknach ściany zawietrznej, bądź naturalnego wypływu na wyższych piętrach (przy braku wiatru). Ze względu na małe rozmiary kątowe śladów cieplnych szczelin, sposób ten wymaga aparatury termowizyjnej wyposażonej w teleobiektyw.

 

(...)

 

 

Rys. 10. Duża różnica temperatur ścian działowej i osłonowej oraz bardzo niska temperatura ściany

 

Rys. 11. Nieszczelności i „zimne osadzenie” okien

 

Rys. 12. Silna infiltracja pod drzwiami balkonowymi

 

Rys. 13. Przedmuchy w połączeniu rama – ściana

 

Ze względu na niezbyt wysoką wartość współczynnika emisyjności dla szyb, są one podatne na odbicia i bardzo ważne jest, aby badania mające na celu ocenę termoizolacyjności, wykonywane były w idealnych warunkach środowiskowych to jest w warunkach pełnego zachmurzenia. Jest to zresztą najlepsza sytuacja w ogóle dla badań termowizyjnych na wolnym powietrzu.

 

Nieboskłon cechuje temperatura radiacyjna (mierzoną kamerą termowizyjną) zależna od stanu zachmurzenia:
- dla czystego nieba wynosi ona poniżej -50°C
-  dla chmur „wysokich”, białych od kilku do kilkunastu K poniżej temperatury otoczenia;
-  dla chmur „niskich”, ciemnych jest bardzo bliska temperaturze otoczenia.

 

Szyby na wyższych piętrach oglądane są pod kątem takim, że w odbiciu znajduje się niebo. I podobnie jak widoczne byłyby odbite gorące obiekty (w postaci podwyższenia temperatury odczytanej na termogramie) widoczne są też „zimne odbicia” w postaci obniżenia temperatury i to często poniżej temperatury otoczenia!

 

  

Rys. 14. Przedmuchy przy podłodze pod oknami w pokoju szkoleniowym

 

  

Rys. 15. Infiltracja powietrza zewnętrznego do przestrzeni osłony filara konstrukcyjnego

 

Badania termograficzne od wewnątrz
Kontrola termograficzna ścian osłonowych prowadzona z zewnątrz budynku pozwala na wykrycie mostków termicznych w ścianach osłonowych, pomaga oszacować stan termoizolacyjności ścian i okien oraz ocenić energochłonność całego budynku.

 

Ostatnio jednak coraz częściej badania termowizyjne prowadzone są wewnątrz pomieszczeń. Dlaczego?

Mimo, iż warstwa izolacji znajduje się na zewnątrz budynku (mieszkania), użytkownika nie interesuje jej stan, a tylko komfort cieplny w jego pomieszczeniach.

 

Na poczucie komfortu cieplnego wpływają trzy zasadnicze czynniki:

1. Zrównoważone promieniowanie cieplne ze wszystkich stron, odpowiadające temperaturze w pomieszczeniu, co oznacza, że żadna ze ścian – w tym powierzchnia okien – nie może być znacznie zimniejsza od temperatury wnętrza.

W tzw. ciepłych domach realizowanych obecnie lub starszych ale po termomodernizacji, różnica temperatur powierzchni wewnętrznej: ściana wewnętrzna (działowa) – ściana osłonowa (zewnętrzna) nie przekracza 1K przy normalnej temperaturze wewnątrz i ok. 0°C na zewnątrz.

Odczytana termograficznie temperatura powierzchni ściany działowej pełni tu rolę wskaźnika średniej temperatury powietrza w pomieszczeniu;

 

2. Temperatura powierzchni podłogi lub powietrza kilka cm nad podłogą nie może być niższa więcej niż o 3-4 K od temperatury powietrza na wysokości 1,1m (głowa siedzącego człowieka);

 

3. Prędkość powietrza w pomieszczeniu nie może być większa od 0,1-0,2 m/s gdyż powoduje to uczucie przeciągu. Ruch powietrza w pomieszczeniu spowodowany może być nadmierną wentylacją, w tym nieszczelnością okien lub drzwi, a także, często ostatnio spotykanym, odwróceniem ciągu w kanałach wentylacyjnych – kanały wyciągowe stają się nawiewnymi.

 

Oprócz wymienionych parametrów klimatu wewnętrznego wpływających na poczucie komfortu cieplnego, szkodliwe jest dla budynku i zdrowia mieszkańców występowanie w dowolnym miejscu mieszkania temperatury poniżej punktu rosy prowadzące do rozwoju grzybów i pleśni.

 

Wszystkie te czynniki mogą być wykryte i zanalizowane podczas badań termograficznych wykonywanych wewnątrz pomieszczeń. Na kolejnych rysunkach 9-15 przedstawiono przykładowe wyniki pomiarów przeprowadzonych wewnątrz różnych pomieszczeń.

 

Kontrola termograficzna poprzez rozpoznanie pola temperatury na powierzchniach wewnętrznych pozwala podjąć decyzje prowadzące do poprawy termoizolacyjności przegród a przez to do zmniejszenia kosztów ogrzewania zimą i poprawy komfortu cieplnego latem.

 

Włodzimierz Adamczewski
Termo-Pomiar , Techniczny Audytor PCA

 

Kamery termowizyjne oferują funkcjonalność zapewniającą pozyskiwanie informacji potrzebnych do podejmowania właściwych decyzji w każdej dziedzinie przemysłu. Wielką zaletą stosowania kamer termowizyjnych jest fakt, że pomiary można prowadzić na działających instalacjach.

 

 

Włodzimierz Adamczewski
Termo -Pomiar , Techniczny Audytor PCA

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

więcej informacj: Świat Szkła 12/2011

 

 

  • Logo - alu
  • Logo aw
  • Logo - fenzi
  • Logo - glass serwis
  • Logo - lisec
  • Logo - mc diam
  • Logo - polflam
  • Logo - saint gobain
  • Logo termo
  • Logo - swiss
  • Logo - guardian
  • Logo - forel
  • vitrintec wall solutions logo

Copyright © Świat Szkła - Wszelkie prawa zastrzeżone.