Detekce a eliminace vad vzniklých při montáži okenních rámů

Metoda termovize je bezkontaktní měření intenzity infračerveného záření na povrchu předmětů. Pro měření tohoto záření se používá termokamera. Výsledkem měření je termogram neboli digitální obraz teplotního pole. V tomto obrazu je každé teplotě přiřazena barva. Čím je barevný odstín tmavší, tím je povrchová teplota nižší, a naopak, čím je světlejší, tím je povrchová teplota vyšší.

Měřit infračervené záření můžeme buď z interiérové, nebo z exteriérové strany. Měříme-li uvnitř objektu, zajímají nás nejchladnější místa – na termogramu znázorněna tmavými barvami (modrá až černá). Provádíme-li měření z exteriéru, sledujeme místa, kterými uniká teplo z objektu – na termogramu jsou znázorněna světlými barvami (žlutá, červená až bílá).

Při měření je třeba si uvědomit, že termokamera neměří přímo povrchovou teplotu prvku, ale že se povrchová teplota vypočítává na základě změřeného infračerveného záření a zadaných okrajových podmínek. Podle typu přístroje se tyto podmínky zadávají buď přímo do přístroje, nebo do vyhodnocovacího softwaru, který se dodává s přístrojem.

Nejdůležitějšími okrajovými podmínkami jsou [2]:

• emisivita povrchu – udává pohltivost povrchu pro infračervené záření. Vyjadřuje se koeficientem emisivity a závisí na druhu materiálu a jeho termodynamické teplotě, směru vyzařování a vlnové délce vyzařování. Koeficient emisivity ε je pak v intervalu (0; 1). Podle typu přístroje se přibližné hodnoty emisivity mohou nastavit přímo v menu přístroje nebo vyhledat pomocí tabulek;
• odražená energie – je teplota ve stupních Celsia všech okolních konstrukcí, která se může odrážet na povrchu měřené konstrukce;
• relativní teplota a vlhkost vzduchu inte­riéru;
• relativní teplota a vlhkost vzduchu exteriéru;
• vzdálenost měřené konstrukce a kamery – spolu s relativní teplotou a vlhkostí vzduchu se dopočítává propustnost atmosféry.

Obr. 1: Rozdělení elektromagnetického spektra

Předpoklady a zásady pro měření
Abychom dosáhli co nejreálnějšího termogramu, ze kterého budeme schopni nejlépe vyčíst chování tepelného pole s možností odečíst co nejpřesněji povrchové teploty, musejí být splněny určité předpoklady a zásady [3]. Mezi ty nejdůležitější patří:

• Příprava měření. Spočívá v nastudování měřené konstrukce a způsobu vytápění či klimatizace v objektu. Dále je potřeba zajistit stabilizaci teploty vnitřních prostorů a přístup k měřeným povrchům.
• Měření nelze provádět po celý rok. Zásadou je měřit při co největším rozdílu vnitřních a vnějších teplot. Vhodné období je během topné sezóny, tedy od listopadu do dubna. Minimální rozdíl teplot pro měření je 8 °C, optimálně ale kolem 20 °C. Ideální podmínky pro měření jsou, když je teplota vnějšího vzduchu nižší než –5 °C.
• Měření provádíme, když jsou ustálené teplotní toky všech konstrukcí – mezi pátou a osmou hodinou ranní.
• Provádět měření můžeme pouze za předpokladu, že snímaná plocha nebyla 12 ho­din před započetím měření a v celém průběhu měření vystavena účinkům slunečního záření. Osluněná část objektu má výrazně vyšší povrchové teploty.
• Měření neprovádíme, je-li snímaná plocha ochlazována větrem. Rychlost větru by neměla překročit 3 m/s.
• Měření se nesmí provádět za deště, sněhu ani mlhy, neboť voda v jakémkoliv skupenství je infračervenému záření nepropustná.
• Během měření musíme dbát na minimalizaci znehodnocení vlivem teplotních odrazů od okolních zdrojů tepla. Takovými zdroji může být záření jasné oblohy, odrazy slunečního záření od okolních lesklých povrchů nebo odrazy záření od okolních objektů, které mají odlišnou teplotu, než je teplota daného prostředí.
• Dílčí povrchy se snažíme zaměřit co nejkolměji.

Vlastní měření
Měření probíhalo v objektu v obci Kuřim. Úkolem měření bylo zjistit důvod srážení vlhkosti a výskytu plísně v okolí okenního rámu. K pořízení snímku bylo užito termovizní kamery FLIR, typ ThermaCam B4 (obr. 2).

Měření probíhalo v topné sezóně v únoru v dopoledních hodinách. Relativní vlhkost vzduchu v exteriéru byla 90 %, teplota exteriérového vzduchu –7°C. Relativní vlhkost vzduchu interiéru byla 62 % při teplotě 21 °C. Koeficient emisivity při snímkování oken byl nastaven na 0,87.

Z pořízených termogramů míst, kde docházelo ke srážení vlhkosti, byly vyčteny velmi nízké povrchové teploty v daných oblastech. Příčinou je netěsnost napojení okenního rámu na parapetní plech a též netěsnost mezi okenním rámem a ostěním otvoru.

Po demontáži parapetu se závěr termovizního měření potvrdil. Na obrázku je patrná mezera mezi okenním rámem a tepelnou izolací parapetu (obr. 3).

Řešení
V dnešní době se klade velký důraz na součinitele prostupu tepla výplně a rámu okna (počet komor apod.). Zásadní význam má, jak jsme se přesvědčili na předchozím případě, správná montáž okenního rámu, zejména pak řešení připojovací spáry.

Na trhu dnes existují specializované firmy, které se danou problematikou dlouhodobě zajímají. Jejich výsledkem jsou celé systémy řešení napojení okna na okenní otvor, tzv. připojovací spára. Zpravidla se dá připojovací spára rozdělit na tři části neboli zóny, z nichž každá plní svou předem danou funkci. Vlastnosti připojovací spáry jsou [4]:

• Parotěsnost – zvolený materiál musí disponovat vysokou parotěsnou schopností. Parotěsnost je též předpokladem pro správnou funkci a životnost tepelné izolace v připojovací spáře. Parotěsný materiál odděluje vnitřní a vnější klima objektu.
• Tepelná izolace – provedení připojovací spáry by nemělo zvyšovat součinitel prostupu tepla celé okenní výplně. Například součinitel tepelné vodivosti PUR pěny je plně dostačující, avšak za předpokladu, že pěna neabsorbuje vlhkost z vnějšího ani vnitřního prostředí.
• Zvuková izolace – požadavkem je minimalizovat pronikání hluku z vnějšího prostředí do vnitřního.
• Přenos vnitřních sil konstrukcí – připojovací spára musí odolávat přenášení sil mezi oknem a stěnou (otřesům, objemovým změnám materiálu vlivem změny teplot, manipulaci s oknem).
• Vodotěsnost a paropropustnost – materiál musí být schopen odvádět případnou vlhkost z konstrukce, zároveň však nesmí umožňovat zatékaní vody z vnějšího prostředí, např. důsledkem velkých lijáků.

Exteriérová zóna
Nároky na tuto část připojovací spáry spočívají především ve vodotěsnosti a paropropustnosti. Zónu tvoří hydroizolace, která brání zatékání dešťové vody do spáry. Aby případný kondenzát v připojovací spáře mohl odvětrávat, je potřeba využít materiály s vysokými difuzními vlastnostmi. Realizace je pomocí okenních fólií s butylovými lepicími pruhy, případně bez nich nebo s výztužnou perlinkou. Dále se může použít flexi těsnicí okenní páska nebo kompresní páska.

Izolační zóna
Tuto část tvoří vlastní tepelná izolace s tepelnou a také zvukověizolační funkcí. Použitý materiál musí být pružný, neboť zde dochází k přenosu vnitřních sil. Dříve tuto funkci plnila minerální vlna, ta je však v současné době na ústupu a nahrazuje ji díky jednoduché aplikaci polyuretanová pěna. Je důležité, aby celý obvod okenního otvoru byl rovnoměrně vypěněn a nevznikala zde dutá místa, kterými by ve zvýšené míře unikalo teplo z místnosti. Polyureta­nová pěna se musí dávkovat v přiměřeném množství, neboť by se v důsledku nabývání jejího objemu vážně poškodila celá okenní konstrukce. Na trhu jsou také elastické kompresní pásky, ty však vyžadují maximální odchylky roviny ostění 3 až 5 mm.

Interiérová zóna
Tato zóna má za úkol vzduchotěsně a parotěsně oddělit vnitřní a vnější část objektu tak, aby vnitřní vlhkost nepronikala do izolační zóny a neznehodnocovala ji. Vzduchotěsná spára též výrazně snižuje pronikání hluku z vnějšího prostředí. Vhodné je opět použití okenních butylových fólií, flexi těsnicích okenních pásek nebo neutrálních silikonů.

Ing. Michal Valenta
Foto a obrázek: archiv autora

Autor je doktorandem na Ústavu technologie, mechanizace a řízení staveb Fakulty stavební Vysokého učení technického v Brně. Příspěvek zazněl na konferenci Juniorstav 2009.

Literatura
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

Recenzoval
Ing. Mgr. Jiří Šlanhof, Ph.D., Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb, odborný asistent, Veveří 331/95, 602 00 Brno, +420541147979, slanhof.j@fce.vutbr.cz

Článek byl uveřejněn v časopisu Realizace staveb.