Termodiagnostika pro odhalování vad tepelné izolace a vzduchotěsnosti

Nejběžnějším způsobem využití termovizní kamery je odhalování míst s chybějící nebo chybně umístěnou tepelnou izolací. Taková měření lze provádět obvykle v zimních měsících při dostatečném rozdílu teplot mezi interiérem a exteriérem. V době zdražování energií se ale většina laické veřejnosti soustředí pouze na dostatečnou tloušťku tepelné izolace a přitom si neuvědomuje, že tepelné ztráty jsou obecně dvojího druhu. První jsou tepelné ztráty způsobené prostupem tepla hmotou, tedy nedostatečným tepelným odporem konstrukce. Druhé jsou tepelné ztráty způsobené filtrací vzduchu, tedy nedostatečnou vzduchotěsností konstrukce. Samozřejmě je třeba v domě zajistit dostatečnou výměnu vzduchu, která by ale měla probíhat konstrukcemi a technologiemi, které jsou k tomu určené (výplně otvorů, vzduchotechnika) a ne kdejakou netěsnou spárou vzniklou při realizaci. Netěsností může navíc do konstrukce pronikat vodní pára obsažená v interiérovém vzduchu. V zimních měsících potom může docházet k její kondenzaci a vzniku vlhkostních problémů. U některých objektů mohou tepelné ztráty způsobené nedostatečnou vzduchotěsností výrazně převážit tepelné ztráty způsobené nedostatečným tepelným odporem. Jednoduše si lze vše představit na člověku, který stojí v zimě venku a má na sobě tlustý pletený svetr od babičky. Pokud venku nebude foukat, bude tomuto člověku teplo. Již při mírnějším vánku ale pocítí chlad po těle, protože pletenina propustí proudící studený vzduch. Pro eliminaci tohoto jevu je třeba pletený svetr shora opatřit membránou, která neprofoukne a navíc je paropropustná. Obdobně to funguje také u staveb.

Jak již bylo zmíněno výše, lze místa s nedostatečným tepelným odporem lokalizovat diagnostikou konstrukcí termovizní kamerou při vhodných podmínkách. Měření se obvykle provádí při tzv. přirozeném rozdílu tlaků mezi interiérem a exteriérem, což je tlakový rozdíl řádově v jednotkách Pa. Pokud chceme odhalit také nevzduchotěsně provedené konstrukce, musí být termodiagnostika provedena při větším tlakovém rozdílu mezi interiérem a exteriérem, řádově několik desítek Pa. Až na několik výjimek provádí většina firem v ČR termovizní měření při přirozeném tlakovém rozdílu. Že v některých případech odhalují pouze část z možných problémů, si někteří ani neuvědomují. Na následujícím příkladu bychom chtěli ukázat možnosti využití termodiagnostiky při odhalování jak konstrukcí s nedostatečným tepelným odporem, tak také s nedostatečnou vzduchotěsností.

 

V rodinném domě s valbovou střechou byla na podzim 2008 realizována půdní vestavba – jeden velký pokoj přes celé podkroví. Vestavbu prováděla stavební firma a jednalo se o tzv. realizaci na klíč. V létě téhož roku byla z exteriéru vyměněna dožilá střešní krytina za skládanou betonovou, uloženou na laťování, a současně byla realizována i pojistná hydroizolace z fólie lehkého typu. Všechny ostatní vrstvy střešního pláště (tepelná izolace ze skleněných vláken mezi a pod krokvemi, rošt pro sádrokartonové desky, parotěsnicí vrstva a sádrokartonový podhled) byly instalovány z interiéru. Protože se jednalo o realizaci na klíč, nezajistil si majitel domu stavební dozor a kontrolu prováděl namátkově sám. Překvapila jej poměrně rychlá montáž parotěsnicí vrstvy a SDK podhledu, kterou firma zvládla provést během jediného dne.

V rámci nedestruktivní diagnostiky půdní vestavby bylo provedeno termovizní měření při přirozeném tlakovém rozdílu mezi interiérem a exteriérem a při udržovaném podtlaku v interiéru. Teplota vzduchu v exteriéru byla 6,8 °C a v interiéru 21,0 °C. Rozdíl takřka 15 °C umožňoval hodnotit konstrukce jak z hlediska tepelného odporu, tak také vzduchotěsnosti. Měření šikmé dvouplášťové střechy termovizní kamerou z exteriéru je bezvýznamné, protože je střešní krytina ochlazována z obou stran a teplotní pole je obvykle velice homogenní. V prvním kroku byly termovizní kamerou nasnímány všechny vnitřní povrchy. Jednalo se o takřka 40 snímků. Současně byla pořízena i fotodokumentace. Měření se uskutečnilo v době, kdy už byly přetmeleny spoje mezi SDK deskami. Na obrázcích je písmenem A vždy označena civilní fotografie z interiéru, písmenem B termovizní snímek při přirozeném tlakovém rozdílu mezi interiérem a exteriérem, písmenem C termovizní snímek při udržovaném podtlaku v interiéru a písmenem D civilní fotografie z exteriéru.

 

 

Pro vytvoření podtlaku v interiéru bylo použito zařízení blower-door test. Tímto zařízením se stanovuje násobnost výměny vzduchu při tlakovém rozdílu 50 Pa mezi interiérem a exteriérem (více [2], [4]). V našem případě nebylo možno tuto hodnotu stanovit, protože teleskopický rám se vzduchotěsnou plachtou a ventilátorem byl osazen do balkónových dveří ve druhém nadzemním podlaží, které je přes otevřené schodiště propojeno s podkrovím. Podtlak cca 30 Pa byl v interiéru udržován po dobu cca 30 min. Následně proběhlo druhé kolo snímkování vnitřních povrchů termovizní kamerou. Při podtlaku dochází k nasávání studeného vzduchu přes nevzduchotěsné detaily, čímž se detaily samé nebo jejich blízké okolí ochladí. Komentáře jsou u jednotlivých obrázků 1 až 6.

 

 

Závěrem diagnostického měření byl odborný posudek, na jehož základě bylo rozhodnuto o demontáži SDK podhledu (obr. 7). Po demontáži bylo zjištěno, že lokálně nebyly slepeny pruhy parotěsnicí fólie v ploše a složitější detaily nebyly lepeny vůbec. Naopak tepelné izolace bylo všude dostatek, to bylo zjištěno i termovizním měřením při přirozeném tlaku. Chybné provedení některých detailů (okna a prostupy) vedlo k rozhodnutí sejmout střešní krytinu. Opět byla nalezena spousta nedostatků (např. provedení klempířské konstrukce), které nebudeme v tomto článku jmenovat, neboť nebyly odhaleny popisovanou diagnostickou metodou. Z hlediska tepelné techniky spočíval největší nedostatek zjištěný z exteriéru ve vytlačení pojistné hydroizolace tepelnou izolací až po úroveň laťování. Tím se zcela eliminovala funkce větrané vrstvy.

 

 

Na uvedeném příkladě je patrné, jaké vady lze termovizní kamerou odhalit. Pokud by se měření provedlo pouze při přirozeném rozdílu tlaků mezi interiérem a exteriérem, bylo by výsledkem konstatování, že realizace vestavby je, až na několik detailů (např. obr. 1), správná. Je ovšem třeba dodat, že je správná pouze z hlediska celistvosti tepelněizolační vrstvy. Navíc neodborně umístěná tepelná izolace (i v dostatečné tloušťce) může způsobit nefunkčnost vzduchové vrstvy. Zajímavá by byla obhajoba odtáté jinovatky na vnějším povrchu střešní krtiny (obr. 3D, 5D a 6D), protože tyto fotografie byly pořízeny až 3 dny po měření.

Diagnostika při udržovaném podtlaku je metoda, která posouvá využití termovizní kamery opět o úroveň výše. Při dostatečném teplotním rozdílu lze diagnostikovat konstrukce jak z hlediska celistvosti tepelné izolace, tak také z hlediska dostatečné vzduchotěsnosti. Diagnostiku vzduchotěsnosti konstrukcí termovizní kamerou lze provádět i při menších teplotních rozdílech, obvykle nad 5 °C. Navíc je lhostejno, zda je rozdíl teplot kladný nebo záporný (v exteriéru je vyšší teplota vzduchu než v interiéru.

Poděkování: děkujeme panu Jiřímu Moravcovi za vstřícný přístup při provádění diagnostiky a za poskytnutou fotodokumentaci.