Detekcia a eliminácia chýb vzniknutých pri montáži okenných rámov

Metóda termovízie predstavuje bezkontaktné meranie intenzity infračerveného žiarenia na povrchu predmetov pomocou termokamery. Výsledkom merania je termogram alebo digitálny obraz teplotného poľa. V tomto obraze má každá teplota priradenú určitú farbu. Čím je farebný odtieň tmavší, tým je povrchová teplota nižšia a, naopak, čím je svetlejší, tým je povrchová teplota vyššia.

Infračervené žiarenie možno merať z interiérovej alebo exteriérovej strany. Ak sa zisťuje vnútri objektu, treba sa zamerať na tie najchladnejšie miesta – na termograme znázornené tmavými farbami (modrá až čierna). Ak sa, naopak, vykonáva meranie z exteriéru, je dôležité sledovať miesta, ktorými uniká teplo z objektu – na termograme sú znázornené svetlými farbami (žltá, červená až biela) (obr. 1).

Pri meraní si však treba uvedomiť, že termokamera nemeria priamo povrchovú teplotu prvku, ale že sa povrchová teplota vypočítava na základe zmeraného infračerveného žiarenia a zadaných okrajových podmienok. Podľa typu prístroja sa tieto podmienky zadávajú priamo do prístroja alebo do vyhodnocovacieho softvéru, ktorý sa dodáva s prístrojom.

Obr. 1: Rozdelenie elektromagnetického spektra

Dôležitými okrajovými podmienkami sú [2]:

• emisivita povrchu – udáva pohltivosť povrchu pre infračervené žiarenie. Vyjadruje sa koeficientom emisivity a závisí od druhu materiálu a jeho termodynamickej teploty, smeru vyžarovania a vlnovej dĺžky vyžarovania. Koeficient emisivity ε je potom v intervale (0;1). Podľa typu prístroja sa približné hodnoty emisivity môžu nastaviť priamo v menu prístroja alebo vyhľadať pomocou tabuliek;
• odrazená energia – je teplota v stupňoch Celzia všetkých okolitých konštrukcií, ktorá sa môže odrážať na povrchu meranej konštrukcie;
• relatívna teplota a vlhkosť vzduchu interiéru;
• relatívna teplota a vlhkosť vzduchu exteriéru;
• vzdialenosť meranej konštrukcie a kamery – spolu s relatívnou teplotou a vlhkosťou vzduchu sa dopočítava priepustnosť atmosféry.

Predpoklady a zásady merania
Na dosiahnutie čo najreálnejšieho termogramu, z ktorého možno čo najpresnejšie vyčítať správanie teplotného poľa a povrchové teploty, musia byť splnené určité predpoklady a zásady [3], ako napríklad:

• príprava merania – spočíva v naštudovaní meranej konštrukcie a spôsobu vykurovania či klimatizácie v objekte. Takisto treba zabezpečiť stabilizáciu teploty vnútorných priestorov a prístup k meraným povrchom;
• meranie nemožno vykonávať po celý rok. Zásadou je merať pri čo najväčšom rozdiele vnútorných a vonkajších teplôt. Vhodné obdobie je počas vykurovacej sezóny, čiže od novembra do apríla. Minimálny rozdiel teplôt na meranie je 8 °C, optimálne však okolo 20 °C. Vhodné podmienky na meranie sú pri teplote vonkajšieho vzduchu nižšej ako –5 °C;
• meranie sa odporúča vykonávať, keď sú ustálené teplotné toky všetkých konštrukcií – medzi piatou a ôsmou hodinou rannou;
• merať možno iba za predpokladu, že plocha nebola snímaná 12 hodín pred začatím merania a počas celého merania bola vystavená účinkom slnečného žiarenia. Oslnená časť objektu má výrazne vyššie povrchové teploty;
• meranie sa neodporúča vykonávať, ak je snímaná plocha ochladzovaná vetrom. Rýchlosť vetra by nemala prekročiť 3 m/s;
• merať nemožno takisto za dažďa, snehu ani hmly, pretože infračervené žiarenie neprechádza vodou ani jej skupenstvami;
• počas merania treba dbať na minimalizáciu znehodnotenia vplyvom teplotných odrazov od okolitých zdrojov tepla. Takýmito zdrojmi môže byť žiarenie jasnej oblohy, odrazy slnečného žiarenia od oko­litých lesklých povrchov alebo odrazy žia­renia od okolitých objektov, ktoré majú inú teplotu, ako je teplota daného prostredia;
• čiastkové povrchy je vhodné zamerať čo najkolmejšie.

Vlastné meranie
Meranie prebiehalo v objekte v obci Kuřim. Jeho úlohou bolo zistiť dôvod zrážania vlhkosti a výskytu plesní v okolí okenného rámu. Na vytvorenie snímky sa použila termovízna kamera (obr. 2). Meranie sa vykonávalo vo vykurovacej sezóne vo februári v dopoludňajších hodinách.

Relatívna vlhkosť vzduchu v exteriéri bola 90 %, teplota exteriérového vzduchu –7 °C. Relatívna vlhkosť vzduchu v interiéri bola 62 % pri teplote 21 °C. Koeficient emisivity pri snímkovaní okien bol nastavený na 0,87.

Zo získaných termogramov miest, kde dochádzalo k zrážaniu vlhkosti, možno zistiť veľmi nízke povrchové teploty v daných oblastiach. Príčinou je netesnosť napojenia okenného rámu na parapetný plech, ako aj netesnosť medzi okenným rámom a ostením otvoru.

Po demontáži parapetu sa záver termovízneho merania potvrdil. Na obrázku je viditeľná medzera medzi okenným rámom a tepelnou izoláciou parapetu (obr. 3).

Riešenie
V súčasnosti sa kladie veľký dôraz na súčinitele prechodu tepla okenným rámom a zasklením (počet komôr a pod.). Najmä riešenie pripojovacej škáry má veľký vplyv na správnu montáž okenného rámu.

Na trhu dnes existujú špecializované firmy, ktoré sa danou problematikou dlhodobo zaoberajú. Ich výsledkom sú celé systémy riešení napojení okna na okenný otvor, tzv. pripojovacie škáry. Väčšinou sa dá pripojovacia škára rozdeliť na tri časti alebo zóny, z ktorých každá plní svoju vopred danú funkciu.

Vlastnosti pripojovacej škáry sú [4]:

• parotesnosť – zvolený materiál musí mať vysokú parotesnú schopnosť. Tá je tiež predpokladom pre správnu funkciu a životnosť tepelnej izolácie v pripojovacej škáre. Parotesný materiál oddeľuje vnútornú a vonkajšiu klímu objektu;
• tepelná izolácia – realizácia pripojovacej škáry by nemala zvyšovať súčiniteľa prechodu tepla celej okennej výplne; napríklad súčiniteľ tepelnej vodivosti PUR peny je postačujúci, avšak za predpokladu, že pena neabsorbuje vlhkosť z vonkajšieho ani vnútorného prostredia;
• zvuková izolácia – požiadavkou je minimalizovať prenikanie hluku z vonkajšieho prostredia do vnútorného;
• prenos vnútorných síl konštrukcií – pripojovacia škára musí odolávať prenášaniu síl medzi oknom a stenou (otrasom, objemovým zmenám materiálu vplyvom zmeny teplôt, manipulácii s oknom);
• vodotesnosť a paropriepustnosť – materiál musí byť schopný odvádzať prípadnú vlhkosť z konštrukcie, zároveň však nesmie umožňovať zatekanie vody z vonkajšieho prostredia, napríklad v dôsledku silných dažďov.

Exteriérová zóna
Nároky na túto časť pripojovacej škáry spočívajú predovšetkým vo vodotesnosti a paropriepustnosti. Zónu tvorí hydroizolácia, ktorá bráni zatekaniu dažďovej vody do škáry. Aby prípadný kondenzát v pripojovacej škáre mohol odvetrávať, odporúča sa použiť materiály s vysokými difúznymi vlastnosťami (okenné fólie s butylovými lepiacimi pruhmi či s výstužnou perlinkou, flexi tesniaca okenná páska alebo kompresná páska).

Izolačná zóna
Túto časť tvorí vlastná tepelná izolácia s tepelnou a zvukovoizolačnou funkciou. Použitý materiál musí byť pružný, pretože tu dochádza k prenosu vnútorných síl. Predtým túto funkciu plnila minerálna vlna, tá sa však v súčasnosti používa menej a nahrádza ju vďaka jednoduchej aplikácii polyuretánová pena. Je dôležité, aby celý obvod okenného otvoru bol rovnomerne vyplnený penou a nevznikali tu duté miesta, ktorými by vo zvýšenej miere unikalo teplo z miestnosti. Polyuretánová pena sa musí dávkovať v primeranom množstve, pretože by sa mohla v dôsledku rastu jej objemu vážne poškodiť celá okenná konštrukcia. Na trhu sú tiež elastické kompresné pásky, tie však vyžadujú maximálne odchýlky roviny ostenia 3 až 5 mm.

Interiérová zóna
Táto zóna má za úlohu vzduchotesne a parotesne oddeliť vnútornú a vonkajšiu časť objektu tak, aby vnútorná vlhkosť neprenikala do izolačnej zóny a neznehodnocovala ju. Vzduchotesná škára tiež výrazne znižuje prenikanie hluku z vonkajšieho prostredia. Odporúča sa použiť okenné butylové fólie, flexi tesniace okenné pásky alebo neutrálne silikóny.

Michal Valenta
Foto a obrázok: archív autora, TVM SS

Autor je doktorandom v Ústave technológie, mechanizácie a riadenia stavieb Stavebnej fakulty VUT v Brne.

Recenzoval Ing. Mgr. Jiří Šlanhof, Ph.D., ktorý pôsobí v Ústave technológie, mechanizácie a riadenia stavieb na Stavebnej fakulte VUT v Brne.

Literatúra
1. Zwiener, V.: Využití termovizní kamery při diagnostice staveb. In: Střechy a izolace 2006, sborník. Středisko společnosti DekTrade Praha.
2. Mohapl, M.: Eliminace chyb při termodiagnostice vad a nedodělků obvodových plášťů budov. In: Juniorstav 2006.
3. Henrich, M.: Metodika měření a vyhodnocení tepelnětechnických vlastností obvodových plášťů budov pomocí termovize. Praha: VÚPS, 1989.
4. http://denbraven.cz/letaky/3Dcz.pdf

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály.