Termograficzna analiza wybranych przegród budowlanych w aspekcie ich termoizolacyjności

Temperatura jest skalarną wielkością fizyczną, jednym z podstawowych parametrów określających stan układu termodynamicznego. Wyraża ona średnią energię kinetyczną ruchu i drgań cząstek w tym układzie. Jedną z popularnych metod rejestracji temperatury jest pomiar parametrów promieniowania elektromagnetycznego (podczerwonego, cieplnego) emitowanego przez ciało o temperaturze powyżej 0 bezwzględnego (0 K lub – 273,15 oC). Pomiar ten nazywany jest termografią i polega na zobrazowaniu rozkładu temperatur na powierzchni obiektu (obiektów) za pomocą detektora promieniowania podczerwonego. Największą zaletą tego typu pomiarów jest ich nieinwazyjność. Wykorzystanie kamery termograficznej umożliwia bez ingerencji w strukturę przegrody budowlanej wykryć większość wad konstrukcyjnych. Termografia pozwala na wykonanie pomiaru temperatury w miejscach trudnodostępnych lub w takich, gdzie wykorzystanie tradycyjnych metod jest niemożliwe. Termografia wykorzystywana jest w wielu różnorodnych kierunkach badawczych. W artykule przedstawiono rezultaty badań polegających na wykorzystaniu termogramów w ocenie termoizolacyjności wybranych zewnętrznych przegród budowlanych. Szczególną uwagę poświęcono elementom fasady budynków. Do badań przyjęto następujące trzy obiekty budowlane: budynek wolnostojący jednorodzinny (z wykonaną izolacją termiczną tylko drugiej kondygnacji w 2008r.), budynek dwurodzinny wolnostojący typu bliźniak (jeno skrzydło bliźniaka posiada zewnętrz ną izolację termiczną wykonaną w 2008r.) oraz budynek jednorodzinny drewniany z początku XX wieku (wykonany z bali drewnianych). Badania wykonano zgodnie z normą PN-EN 13187:1998, z wykorzystaniem kamery termograficznej ThermaCAM e300 firmy FLIR. Termogramy opracowano w programie ThermaCAMTM QuickRaport 1.1, uwzględniając różnorodne współczynniki emisyjności analizowanych powierzchni. Głównymi celami pracy było określenie różnic w termoizolacyjności analizowanych przegród budowlanych w zależności od wykonanej (lub niewykonanej) termomodernizacji oraz określenie miejsc występowania mostków termicznych, wynikających najczęściej z wad konstrukcyjnych budynków. Jak wykazały badania, kamera termograficzna jest bardzo przydatnym narzędziem do oceny termoizolacyjności przegród budowlanych. Ze wszystkich przebadanych obiektów najlepszą izolacyjnością termiczną charakteryzowały się ściany niemodernizowanego pod względem termicznym budynku drewnianego. Przegroda w analizowanym drewnianym budynku izoluje tyle samo ciepła co zaizolowana styropianem o grubości 10 cm ściana murowana (różnica temperatur około 21oC). Różnice w temperaturach zewnętrznych powierzchni przegród z dodatkową izolacją i nieocieplonych wynosiły ponad 4oC. Na wykonanych zdjęciach i analizowanych termogramach zauważono powstawanie licznych mostków cieplnych.

Temperature is a scalar physical quantity, one of the principal parameters determining the state of a thermodynamic system. It corresponds to the average kinetic energy of the motion and vibration of particles in the system. One of the popular methods of temperature recording is the measurement of electromagnetic (infrared, thermal) radiation parameters emitted by a body of a temperature above the absolute zero (0 K or – 273.15°C). The measurement is defined as thermography and it is used to produce images of the distribution of temperatures on the surface of an object (objects) with the use of an infrared radiation detector. The main advantage of this type of measurement is its non-invasive nature. Due to the use of a thermographic camera, it is possible to detect most construction defects without interfering in the structure of a building partition. Thermography allows the measurement of temperature in the spaces that are not easily accessible or those where traditional methods are impossible to employ. Thermography is used in a variety of research specialisations. The article presents the results of research relying on the use of thermogram analysis in the estimation of thermal insulation of chosen external building partitions. Much attention was given to façade elements of the buildings. The following structures were subjects of the research: a single- family detached building (with a thermal insulation only on the first storey; laid in 2008), a two-family semi-detached building (with one of the apartments having external thermal insulation laid in 2008); and a wooden single-family building from the beginning of the 20th century (made of logs). The research was conducted according to the PN-EN 13187:1998 norm, with the use of a thermographic camera FLIR ThermaCAM e300. Thermograms were developed in ThermaCAMTM QuickRaport 1.1 program with regard to various emissivity factors of the analysed surfaces. The main aims of the research were to estimate the differences in thermal insulation of the analysed building partitions that depend on thermal modernization being done or not, and to detect the areas where thermal bridges, in majority stemming from construction defects, can be found. As the research proves, thermographic camera is a very useful tool for the estimation of thermal insulation of building partitions. Out of all analysed objects, the walls of the wooden building that had not undergone thermal modernization proved to be best thermally insulated. A partition in a wooden building insulates as much heat as a brick partition insulated with a 10 cm layer of foam polystyrene (ca. 21°C). Differences in temperatures of the external surfaces between the partitions with additional insulation and those not insulated amounted to over 4°C. The analysis of photographs and thermograms revealed multiple thermal bridges