Zastosowanie techniki termowizyjnej w budownictwie - badania termowizyjne okien

Termografia w podczerwieni - zwana potocznie termowizją (od nazwy handlowej pierwszych kamer firmy AGA - Thermovision) jest techniką zobrazowania i rejestracji pól temperatury powierzchni badanych obiektów (czyli temperatury w każdym punkcie powierzchni) dzięki detekcji promieniowania podczerwonego od nich pochodzącego. Uzyskiwany jest w rezultacie tzw. termogram, czyli obraz, na którym w wybranej palecie barw lub w odcieniach szarości odwzorowane jest pole temperatury. Wartość temperatury w dowolnym miejscu obserwowanej powierzchni można określić porównawczo - odczytując na pasku palety barw obok termogramu jakiej wartości temperatury odpowiada dany kolor lub - najdokładniej - odczytując wartości temperatury dla dowolnego punktu za pomocą odpowiedniego oprogramowania do analizy termogramów.

Technika termowizyjna - przy zastosowaniu współczesnych kamer termowizyjnych - posiada szereg zalet, których nie mają inne metody pomiaru temperatury:

pozwala na obserwację (i rejestrację) w czasie rzeczywistym pól temperatury (obraz w kamerze termowizyjnej jest odświeżany z częstotliwością od 20 do 50 Hz); w ułamku sekundy następuje pomiar temperatury w każdym punkcie obserwowanego obszaru,

jest metodą nieinwazyjną i bezstykową pomiaru temperatury powierzchni ciał; możliwy jest pomiar z dużych odległości,

pozwala na pomiar temperatury z dużą czułością (od 0,02°C do 0,1°C), wysoką dokładnością (przeważnie rzędu 0,2÷0,3°C) i w szerokim zakresie (od -20 do 1500°C).

Technika termowizyjna jest stosowana w budownictwie do:

badań stanu izolacyjności cieplnej nowych budynków, pozwalających na sprawdzenie jakości wykonanych prac i zastosowanych materiałów i elementów,

badań stanu izolacyjności cieplnej budynków, niezbędnych przed przystąpieniem do działań termorenowacyjnych lub sprawdzających ich rezultat,

lokalizacji mostków termicznych,

lokalizacji wad technologicznych i ukrytych elementów konstrukcyjnych,

lokalizacji przebiegu w przegrodach budowlanych instalacji elektrycznej, wodnej i grzewczej,

lokalizacji nieszczelności instalacji wodnej i centralnego ogrzewania,

lokalizacji miejsc zawilgocenia przegród budowlanych,

sprawdzania szczelności budynków.

Najczęściej badania termowizyjne stosowane są do oceny stanu termoizolacyjności budynków, zwłaszcza do lokalizacji mostków termicznych, oceny jakości wykonanego docieplenia itp.
Okna mają znaczący udział w stratach energii z budynku:

na drodze przenikania; średnio 25÷35% całkowitych strat, w zależności od stopnia przeszklenia i izolacyjności innych przegród,

na drodze wentylacji; średnio 15÷30% całkowitych strat, w zależności od przeznaczenia pomieszczeń i izolacyjności przegród. Im lepsza izolacyjność przegród, tym strata na drodze wentylacji stanowi większy udział w całkowitym bilansie. Ze względu na konieczność wymiany powietrza w pomieszczeniach, ta strata energii jest nieunikniona, jednakże powinna być starannie kontrolowana.

Przegrody przeszklone mają również istotny wpływ na warunki komfortu cieplnego w pomieszczeniach. Przeważnie źle znosimy odczuwalny przepływ zimnego powietrza w wyniku nieszczelności lub sąsiedztwo powierzchni o niskiej temperaturze (powierzchnia naszego ciała jest wówczas nadmiernie wychładzana na drodze promieniowania cieplnego).

Należy zwrócić ponadto uwagę na mostki termiczne, które przeważnie powstają wokół ościeżnic w wyniku nieprawidłowego montażu lub niewłaściwej konstrukcji przegrody wokół otworu okiennego.

Technika termowizyjna może być zastosowana w odniesieniu do okien (lub ogólnie przegród przeszklonych) do:

oceny izolacyjności cieplnej okien,

oceny szczelności okien,

sprawdzenia jakości montażu okien.

Uzyskanie powyższych informacji wymaga przeprowadzenia badań termowizyjnych nie tylko na zewnątrz, ale również wewnątrz pomieszczeń.

Poniżej są przedstawione i omówione przykłady zastosowania techniki termowizyjnej do badań okien i powierzchni przeszklonych. Zaprezentowano wybrane termogramy starych i nowych okien, ich charakterystyczne wady i uszkodzenia.

Fot. 1. Termogram okna jednoramowego, dwuszybowego wykonany od wewnątrz. Brak jednej z szyb w prawej ramie; uszkodzone oszklenie lufcika. Okno nieszczelne w dolnej części. Temperatura w pomieszczeniu: 19°C, na zewnątrz: 0°C. Średnia temperatura powierzchni lewego skrzydła okna: 13,5°C. Średnia temperatura powierzchni prawego skrzydła okna: 9°C.

Fot. 2. Termogram okna jednoramowego, dwuszybowego wykonany od wewnątrz. Uszkodzone oszklenie lufcika. Okno nieszczelne w dolnej i górnej części. Temperatura w pomieszczeniu: 19°C, na zewnątrz: 0°C. Średnia temperatura powierzchni okna: 12,5°C.

Fot. 3. Okno dwuramowe (skrzynkowe)

Fot. 4. Termogram fragmentu okna dwuramowego (z fot. 3). Okno nieszczelne w dolnej części. Nieszczelność zewnętrznej ramy okiennej powoduje wychłodzenie dolnej części szyby wewnętrznej. Temperatura w pomieszczeniu: 21°C, na zewnątrz: -3°C.