Што докажува термалната слика — а што не
Скокни низ оваа статија
Термалната слика веднаш убедува. Црвено и сино, плус пред и потоа — тоа изгледа како доказ. Всушност, термограмот одговара само на едно единствено прашање: Каде е потопло отколку на друго место? Тој не одговара колку добро изолира еден градежен елемент. Тоа не е прашање на толкување, туку е така пропишано во нормата.
Нормата вели „квалитативно” — и мисли така
Најцитираната DIN EN 13187 во експертизите е повлечена. На нејзино место во ноември 2023 година дојде DIN EN ISO 6781-1. Кој денес добие експертиза која се повикува на DIN EN 13187, не треба тоа да го смета за грешка — но е показател колку ажурно се работи.
Матичната норма ISO 6781 недвосмислено ја формулира својата област на примена: таа опишува квалитативна постапка за наоѓање термички неправилности — и изречно: „Does not apply to the determination of the degree of thermal insulation and air tightness of a structure.”
Постапката е замислена за наоѓање, не за димензионирање. Индикативно е на што упатува наследничката норма кога станува збор за бројни вредности: на ISO 9869-1 за мерење на топлотен проток и ISO 9972 за воздухопропустливост. Значи, нормата за термографија го упатува корисникот кон други постапки за да добие бројки.
Директивата Bauthermografie на VATH ја повлекува истата граница: квалитативниот доказ за термички мостови е можен и одвнатре и однадвор, додека квантитативните оцени, „по правило, само одвнатре со дополнителни мерни постапки”.
Зошто во сликата нема U-вредност
U-вредноста е густина на топлотен проток по разлика во температура. Термалната камера не мери густина на топлотен проток — таа мери зрачна густина и од неа пресметува температура на површината.
За од температурата на површината да се заклучи топлотниот проток, потребен е коефициентот на топлински премин токму на таа површина. Однадвор тој не е ниту познат ниту стабилен: зависи од ветерот и од размената на зрачење со небото. Дополнително, градежниот елемент акумулира топлина — температурниот бран е временски поместен за часови во однос на надворешната клима.
Колку е груба всушност разделивоста, покажува пример со остакленувања: едноставно стакло, непревлечено двојно стакло и модерно термоизолационо стакло можат термографски да се разликуваат. Но термоизолационо стакло со U = 1,3 од такво со U = 1,1 W/(m²·K) — не. Редови на големина да, децимали не.
Постапката што ги мери U-вредностите на постоечки објекти
Постои една: мерење на топлотен проток според ISO 9869-1. Плоча за мерење на топлотен проток се монтира на страната со постабилна температура — во пракса одвнатре —, и потоа се чека. Нормата бара три услови истовремено:
- Времетраење на мерењето најмалку 72 часа.
- U-вредноста на крајот од тестот отстапува најмногу 5 проценти од онаа 24 часа претходно.
- Вредностите од првите и последните две третини од времетраењето на мерењето отстапуваат меѓусебно најмногу 5 проценти.
72-те часа се минимум при стабилни услови; реалистично се една до две недели. Истражувањата пронашле конвергенција по четири до пет дена, зиме дури до десет. И дури тогаш останува вкупна неизвесност од околу 15 проценти.
Од тука произлегува правилото за секој претставен термограм: Ако веќе наменетата, повеќедневна контактна постапка ја дава U-вредноста со точност од само околу 15 проценти, тогаш постапка која за секунди прави слика и воопшто не го мери топлотниот проток, не може да ја даде поточно.
Што е потребно за употреблив снимок
| Услов | Барање | Извор |
|---|---|---|
| Температурна разлика внатре/надвор | ≥ 15 K препорачано | VATH 2023 |
| Време на загревање претходно | квазистационарно — во зависност од конструкцијата до неколку дена | VATH 2023 |
| Ветер | од околу 2 m/s не води до цел | VATh 2011 |
| Сонце | без влијание, вклучувајќи ги и претходните часови | VATH 2023 |
| Небо | облачно; јасно небо треба да се избегнува | Стручна литература |
| Временска состојба | стационарна, 3 до 7 дена латенција | Стручна литература |
| Апсолутна мерна точност на камерата | 2 K (± 2 %), препорачано 1 K | VATH 2023 |
Последниот ред е најважната бројка во овој напис. Секое тврдено подобрување под два келвина не може да се докаже со термална камера — тоа лежи во точноста на уредот.
Степенот на емисија: одвнатре безначаен, однадвор пресуден
За непропустливи површини важи ε + ρ = 1. Колку е понизок степенот на емисија, толку повеќе камерата ја мери околината наместо објектот. Она што при тоа обично се премолчува: истата грешка тежи сосема поинаку одвнатре и однадвор.
| Ситуација | вистинско ε | Камера на | Грешка |
|---|---|---|---|
| Внатре, ѕид 17 °C, рефлектира 20 °C | 0,90 | 0,95 | +0,2 K |
| Надвор облачно, ѕид 5 °C, рефлектира 0 °C | 0,90 | 0,95 | −0,3 K |
| Надвор јасно небо, ѕид 5 °C, рефлектира −50 °C | 0,90 | 0,95 | −2,2 K |
| Надвор јасно небо, истиот ѕид | 0,85 | 0,95 | −4,4 K |
| Надвор јасно небо, поцинкуван олук 5 °C | 0,10 | 0,95 | −47 K |
Степен на емисија погрешен за 0,05 чини одвнатре под 0,2 K и е ирелевантно. Истата грешка чини однадвор при јасно небо над 2 K — а тоа е во редот на големина на она што се толкува како термички мост или успех на санацијата.
Металите се движат со ε помеѓу околу 0,02 и 0,3. Погодени се токму местата каде што се претпоставуваат термички мостови: алуминиумски рамки, атика лимови, олуци, кутии за ролетни, поцинкувани елементи.
Рефлектираната температура на околината
Камерата мора да знае што се рефлектира во површината за да го исклучи тој дел. Вообичаената грешка е однадвор да се внесе температурата на надворешниот воздух. Тоа е погрешно: при јасно небо се рефлектира „ладно небесно зрачење” од околу −50 до −60 °C. По површина, небото го надминува сонцето — рефлектираната температура на отворено обично е под 0 °C, дури и во сончев ден.
Се одредува со збрчкано и повторно израмнето парче алуминиумска фолија: камерата се поставува на ε = 1, се отчитува температурата на фолијата, а вредноста се внесува како рефлектирана температура.
Грешката делува рамномерно по целата површина. Ја поместува целата слика без да ја промени структурата — и токму затоа е особено подмолна за споредби пред/потоа. Модел-пресметка: ѕид 5 °C, всушност рефлектира −50 °C, камерата поставена на 0 °C, дава 0,9 °C наместо 5,0 °C. Над четири келвина, без ништо да изгледа упадливо.
Седум начини да се симулира успех на санацијата
Сите следни точки создаваат привидно подобрување, без ништо да се промени на градежниот елемент:
- Скалата на бои. Најефикасната алатка. Со преширока скала секој енергетски проблем изгледа како нискоенергетска куќа, со премногу тесна скала нискоенергетска куќа изгледа како катастрофа. Тесна скала пред, широка потоа — и успехот настанува исклучиво во обработката на сликата.
- Ветер. Ги израмнува температурите на површината и ги прикрива термичките мостови. Снимка потоа при ветер изгледа подобро од снимка пред при безветрие.
- Јасно наместо облачно небо. Под јасно небо, површините свртени кон небото се излачуваат толку силно што лошата изолација изгледа како добра.
- Различно време од денот. Два снимка во различно време од денот фаќаат различни точки во циклусот на ладење — дури и при иста температура на воздухот.
- Различна внатрешна температура. Помала температурна разлика значи помал контраст. Сликата станува поматна и изгледа похомогена, значи „подобро изолирана”.
- Мебел и слики. Извадена слика остава ладна дамка која изгледа како недостаток на изолација. Затоа: предметите на ѕидот да се отстранат најмалку шест часа однапред — исто во двата термина.
- Изменет степен на емисија. Најподмолната точка во градежната физика. Ако меѓу термините се боиша, малтериса или превлекува, се менува ε — а со тоа и отчитаната температура, без никаква промена во топлотниот проток. Превлека што го намалува степенот на емисија, во термограмот создава пад на температурата кој всушност не постои.
Што треба да исполни поткрепена споредба пред/потоа
Водечка идеја: не се споредуваат слики, туку параметар независен од температурната разлика.
Тоа е температурниот фактор според DIN 4108-2: fRsi = (Θsi − Θe) / (Θi − Θe). Тој е градежно-специфична големина и не зависи од моменталната температурна разлика. Познатата гранична вредност fRsi ≥ 0,70 при 20 °C внатре и −5 °C надвор одговара на температура на површината над 12,6 °C.
Важно ограничување: поради фазното поместување предизвикано од градежниот елемент, пресметката од моментално измерените температури обично дава бесмислени вредности. Употреблива станува дури со претходните температурни текови — во подрачјето на термичките мостови над шест до осум часа. Без логер за внатрешна и надворешна температура, ниту температурниот фактор не е сигурен.
Дополнително: мерење одвнатре. Топлинскиот отпор помеѓу внатрешниот воздух и површината е околу двојно повисок отколку однадвор, контрастите се соодветно посилни, и нема ниту ветер, ниту дожд, ниту зрачење кон небото. Доказ составен исклучиво од надворешни снимки однапред е најслабата достапна варијанта.
И на крајот, праг на значајност. Тврденото подобрување мора да биде поголемо од збирот на неизвесностите: ±2 K точност на уредот, однадвор при јасно небо 2 до 4 K од степенот на емисија, до 4 K од рефлектираната температура. Практично тоа значи: Споредба пред/потоа на два надворешни термограма речиси никогаш не е доказ за успех на санацијата.
Ако навистина станува збор за енергија, термографијата е погрешна алатка. Тогаш е потребно мерење на топлотен проток според ISO 9869-1 пред и по мерката, или анализа на потрошувачка коригирана според времето. Термографијата во тој случај го прави она за што е наменета: покажува каде треба да се мери.
Четирите прашања за секој претставен термограм
- Дали на двете слики стојат крајните вредности на скалата, и дали се идентични? Дали е истата палета на бои?
- Дали се документирани степенот на емисија и рефлектираната температура? Директивата на VATH го бара тоа. Ако недостасуваат, снимката не е проверлива.
- Дали временската состојба, времето на денот, внатрешната температура и локацијата на двата термина се протоколирани и споредливи?
- Дали меѓу термините е нанесено нешто на површината? Тогаш степенот на емисија морал повторно да се одреди — во спротивно, споредбата е физички недозволена.
Извори
Разграничувањето на областа на примена потекнува од слободно достапниот опсег на ISO 6781; целосните текстови на DIN EN 13187 и DIN EN ISO 6781-1 се платени и не биле разгледани. Затоа од ISO 6781-1 намерно не е цитирана ниту една бројка за гранични услови. Податоците за времетраењето на мерењето и критериумите за прекин според ISO 9869-1 потекнуваат од слободно достапниот преглед на нормата и од стручни публикации; податокот за неизвесност од околу 15 проценти потекнува од преглед на методи на британскиот Building Research Establishment, а не од текстот на нормата.
Табелите со грешки за степенот на емисија и рефлектираната температура се сопствени модел-пресметки врз основа на билансот на зрачење во широкопојасна апроксимација. Тие покажуваат редови на големина, не мерни вредности од реална камера.
Свесно не се преземени неколку бројки што кружат во стручни статии — 24-часовно време за загревање однапред, граница на ветер од 3 m/s и правило од еден односно три часа за сончево зрачење. Таму им се припишуваат на директиви на здруженија, но таму не се содржани.