Infračervená metoda (termovize) ve stavebnictví (TP 3.8.2)

Autoři: Ing. Roman Šubrt

Stav: vydání 2022

Anotace:
Pomůcka shrnuje základní znalosti a zkušenosti potřebné pro provádění diagnostiky infračervenou metodou (pomocí termokamery nebo také termovize). Na konkrétních příkladech ukazuje jak neznalost či nevhodné nastavení může ovlivnit interpretaci výsledků měření, čtenáře seznamuje se základy diagnostiky s využitím termokamery.

Upozornění k textu

OBSAH

ÚVOD

Neustálé snižování cen termokamer (termovizí) vede k tomu, že ji vlastní či používá čím dál tím více energetických specialistů, stavebních inženýrů či techniků. Její použití má však svoje specifika, neboť snímá nám neviditelné infračervené záření a převádí je do viditelného spektra. Tím jsme klamáni, neboť jsme zvyklí, že co vidíme, je (až na některé výjimečné optické klamy) pravdivé.

V současné době je možné koupit kvalitní termokamery jako přídavné zařízení k mobilnímu telefonu v ceně kolem 13 000 Kč, přitom mají již poměrně dobré rozlišení. Za přibližně 250 000 Kč je pak již možné koupit dron s termokamerou s rozlišením 640×512 pixelů. Ceny termokamer se jistě budou i nadále snižovat, a tak bude docházet i k jejich častějšímu využití. I proto by jejich uživatelé měli znát zásady použití a v případě jejich využití k prokazování chyb či jevů by měli znát i normy, jimiž se zpracování protokolu řídí. V listopadu 1999 vyšla ČSN EN 13187 (ČSN 73 0560) – Tepelné chování budov – Kvalitativní určení tepelných nepravidelností v pláštích budov – Infračervená metoda. Norma je však metodická a nemůže postihnout možné chyby, kterých se lze dopustit při měření termovizí a odhalování nedostatků ve stavbách.

Pomůcka by měla pomoci méně zkušeným při vytváření termogramů pro diagnostiku staveb, resp. by měla být informativním textem využitelným při diagnostice staveb pomocí termovizní techniky. Neobsahuje definice, pojmy a vysvětlení jednotlivých fyzikálních jevů, spíše je určena pro praktické využití termovize ve stavební praxi. Přesné fyzikální definice včetně těch, které se týkají infračervené defektoskopie jsou uvedeny v příslušných normách, zejména v ČSN 73 0540-3 (definice jsou v textu normy, vysvětlení sdílení tepla sáláním ve stavební tepelné technice v informativní příloze L).

Termovize je zařízení, které snímá objekt v infračerveném spektru a změřené hodnoty pak převádí na paletu barev. Uživatel pak může jednak podle jednotlivých barevných polí a dále pak podle konkrétních hodnot v jednotlivých bodech, oblastech, profilech… usuzovat na průběh teplot ve stavbě a tím i na případné možné problémy ve stavbě. Rozhodně nelze říci, že termovize, resp. termogram (obrázek vytvořený termovizí) mohou odhalit tepelné mosty nebo konkretizovat problém ve stavbě, natož, jak se někteří lidé domnívají, kvantifikovat úniky tepla. Pouze zkušený pracovník, který je schopen interpretovat na základě svých zkušeností, znalosti stavební fyziky a znalosti konkrétních podmínek, které při měření panovaly, může použít termogram k tomu, že mu pomůže vytipovat místa, kde se mohou tepelné mosty vyskytovat, případně u jednoduchých případů může na základě termogramu přímo lokalizovat (a za jistých podmínek i kvantifikovat) tepelné mosty.

1 POUŽITÍ VE STAVEBNICTVÍ

Při termovizním měření je nutné si neustále důsledně uvědomovat, co termovize dělá. Je bezpodmínečně potřeba ihned na místě odhadovat, jak je teplo ve stavbě vedeno a zda termogram odpovídá možnému vedení tepla a případným možným teplotním anomáliím, které termokamera ukazuje.

Termovizi lze ve stavebnictví použít k mnoha různým účelům, všude tam, kde je vhodné snímat povrchovou teplotu a na jejím základě usuzovat na dění v konstrukci. Termovizi nelze používat jako rentgen – není možné s ní pronikat pod povrch konstrukce, a tak musí být na každé měření konstrukce odhalená. Odhalení musí být provedeno v dostatečném předstihu tak, aby se vyrovnala teplota prostředí s odhalenou konstrukcí.

Na co konkrétně tedy lze termovizi ve stavebnictví používat? Nejčastěji se měření provádí v souvislosti s:

• detekcí a lokalizací tepelných mostů (příloha 1, Termogram 1);
• lokalizací netěsností vzduchotěsné obálky budovy (příloha 1, Termogram 2);
• průběhem dějů souvisejících s teplotou (ochlazování konstrukce, např. při dešti nebo při náběhu chladícího systému; ohřívání konstrukce, např. při požáru nebo při náběhu topného systému) (příloha 1, Termogram 3 a 4);
• vyhledáváním zkratů v elektrickém vedení (příloha 1, Termogram 5);
• vyhledáváním netěsností komínů;
• vyhledáváním netěsností v rozvodech tam, kde je rozváděné médium o jiné teplotě než teplota prostředí (příloha 1, Termogram 6);
• lokalizací rozvodů chlazení či rozvodů tepla (např. lokalizace potrubí podlahového vytápění) (příloha 1, Termogram 7);
• hledáním lokálních změn teplot u strojů (příloha 1, Termogram 8).

V některých případech je možné použít měření termovizí při odhalování dutin v konstrukcích a k mnoha dalším účelům, kde hraje roli teplo, distribuce tepla, akumulace tepla apod.

Termovize snímá v určitém úhlu a z určité vzdálenosti emitované tepelné záření o vlnové délce dané vlastnostmi snímacího zařízení a tento tepelný tok vizualizuje do určeného barevného spektra. Množství tepelného záření emitovaného tělesem je závislé na emisivitě povrchu (emisivita některých materiálů tak, jak se uvádí v ČR, bez závislosti na vlnové délce, ve které platí, je v příloze 2, v příloze 3 je pak emisivita některých materiálů v závislosti na vlnové délce, při které byla zjišťována), na úhlu snímání, na snímané vlnové délce (existují různé kamery, které jsou citlivé na různé vlnové délky, obecně se rozdělují na krátkovlnné a dlouhovlnné), na teplotě povrchu. Při interpretaci povrchových teplot na základě emitovaného tepelného záření hraje také roli teplota okolí, vzdálenost od měřeného objektu i teplota okolních předmětů.

V příloze 4 je několik termogramů z Karlova mostu. Každému je jasné, že sochy jsou v konstantním prostředí, mají na celém povrchu stejnou teplotu. Přesto termogramy ukazují, že zdánlivá teplota na různých částech sochy je různá. Svojí roli hraje směrovost emisivity a teplota okolních předmětů.

2 CO TERMOVIZE NEDĚLÁ

• Termovize NEMĚŘÍ teplotu.
• Termovize NEUKAZUJE tepelné ztráty.
• Termovize NEUKAZUJE (s)potřebu tepla na vytápění.
• Termovize NEUKAZUJE tepelné odpory nebo součinitele prostupu tepla.
• Termovize NEODHALUJE možný výskyt plísní.
• Termovize NEUKAZUJE oblasti kondenzace vodní páry.
• Termovize NEKVANTIFIKUJE tepelný tok.
• Termovize NEUKAZUJE tepelné mosty.
• Termovize NEPROKAZUJE kvalitu konstrukce.

To vše jsou závěry, které dělá člověk na základě zobrazení emitovaného tepla, svých znalostí a zkušeností. Bohužel často s fatálními chybami, neboť se často domnívá, že termovize pracuje obdobným způsobem jako klasický fotoaparát, pouze v tepelném spektru, které člověk nevidí. Chyby vznikají mimo jiné tím, že člověk má zkušenost s vnímáním barev, které považuje za jednoznačné a neměnné na dalších podmínkách.

Termovize mohou převádět nasnímané tepelné záření do různých palet barev, vždy jde o to, jaký algoritmus zvolí programátor příslušného software, případně jakou barvu a systém přechodů barev naprogramuje pro barevné vyjádření jednotlivých nasnímaných tepelných záření v dané vlnové délce. V příloze 5 jsou ukázky některých barevných palet, které umožňuje software pro termovize firmy FLIR. Jde o stejný termogram. Je z nich patrné, že obecné vnímání – čím světlejší, tím teplejší, nemusí být pravda. Při zpracovávání termogramu lze navíc ovlivnit vnímání pozorovatele nastavením různého teplotního rozlišení termogramu. V příloze 6 jsou příklady, jak může různé nastavení teplotního rozsahu ovlivnit dojem z termogramu.

3 ZÁKLADNÍ PARAMETRY OVLIVŇUJÍCÍ MĚŘENÍ

Kvalita měření je pochopitelně závislá na mnoha různých parametrech, které mohou ovlivnit kvalitu měření. Jedná se zejména o následující parametry, kterým se postupně věnujeme podrobněji.

3.1 EMISIVITA

Emisivita je vlastnost materiálu souvisící s jeho schopností emitovat tepelné záření. Emisivita je vlastnost závislá na mnoha parametrech, je závislá mimo jiné i na vlnové délce emitovaného tepelného záření. Obecně platí, že u dlouhovlnných termovizních systémů (vlnová délka 5 – 12 µm) není takový rozdíl mezi jednotlivými materiály, zejména není rozdíl mezi světlou a tmavou barvou. Teoreticky by neměl být rozdíl žádný, ale tmavší barva lépe přijímá sálavé teplo okolí, proto bývá menší teplotní rozdíl na termogramu patrný. Jiné to je, pokud je barevné rozlišení provedeno jiným materiálem. V příloze 7 je vidět, jak i na plakátu, který visí v exteriéru, který nemůže být z druhé strany nijak ohříván, se projeví různá emisivita různých povrchů. Dále je v příloze uveden jeden termogram 2x s tím, že ve stejném místě je nastavena jinak emisivita materiálu a vyčíslena jiná teplota v tomto bodě.

U dlouhovlnných kamer to není tak nutné, protože zpravidla se snímá jeden povrch, který má, nezávisle na barvě, emisivitu stejnou. Pokud jde o materiály s vysokou emisivitou jako je dřevo, omítka, kámen, cihla apod., není chyba v měření, pokud se emisivita nastaví nepřesně, nijak veliká. U materiálů s nízkou emisivitou, což je například hliníkový plech, ale i mnoho dalších materiálů, může mít nepřesné nastavení emisivity velký dopad na měření. Například u vápenné omítky s emisivitou 0,96 její nastavení o 2 setiny jinak znamená rozdíl 2 %. Avšak pokud by se jednalo o materiál s emisivitou 0,1, pak rozdíl 2 setin představuje nepřesnost 20 %.

Při vyhodnocování termogramů je nutné rozlišovat jednotlivé materiály, a buď u různých povrchů změnit při vyhodnocování v počítači emisivitu těchto povrchů, nebo dva rozdílné povrchy mezi sebou neporovnávat. Při měření lze samozřejmě použít barevný sprej či nálepky s předem definovanou emisivitou.

3.2 ÚHEL SNÍMÁNÍ

Při snímání je nutné si uvědomit, že emisivita má směrovost (emisivita závisí na úhlu vyzařování a je pod každým úhlem jiná – každé těleso vyzařuje určité množství energie, což je závislé na úhlu vyzařování). Obecně opět platí, že obvykle je emisivita přibližně konstantní v úhlu do 60° od kolmice, u většiny materiálů dokonce do 45°, pod většími úhly pak emisivita již výrazně klesá a těleso má zdánlivě nižší povrchovou teplotu. Na tuto vlastnost je potřeba dávat pozor zejména při měření dvou na sebe kolmých stěn a rohů stěn, kdy bychom, aby obě stěny byly porovnatelné, měli měřit z takové pozice, aby obě stěny svíraly s měřícím paprskem stejný úhel. Při měření z jiného úhlu se pak stává, že ta stěna, která je měřena pod menším úhlem, vykazuje nižší povrchovou teplotu a zdánlivě tak lépe izoluje. V příloze 8 je ukázka měření rohu stěny. Je patrné, že termogram je pořízen tak, aby obě stěny byly pod stejným úhlem. V příloze 9 je měřen delší objekt. Nižší zdánlivá teplota vzdálenější části objektu je částečně způsobena jeho větší vzdáleností od měřícího místa a částečně i větším úhlem, pod kterým se měří.

3.3 VLNOVÁ DÉLKA

Vlnový rozsah termovize je také poměrně důležitý, ale protože ve stavebnictví se používají téměř výhradně dlouhovlnné systémy, není nutné toto téma více rozebírat. Krátkovlnné termokamery se používají zejména tam, kde je potřeba určit jinou kvalitu použitého materiálu, protože krátkovlnné termokamery měří v té vlnové délce, kde je emisivita materiálu již výrazně závislá na jeho barvě a chemickém složení.

3.4 TEPLOTA OKOLÍ

Teplota okolí má vliv na absolutní vyčíslení teploty měřeného předmětu. Pokud je chybně zadaná, tak rozdíly teplot mezi jednotlivými body na jednom termogramu zůstanou stejné, pouze dojde k jinému vyčíslení povrchové teploty. V příloze 10 je uveden stejný termogram, pouze je v obou případech nastavena jiná teplota okolí.

3.5 VZDÁLENOST OD MĚŘENÉHO OBJEKTU

Vzdálenost od měřeného objektu má vliv na absolutní vyčíslení teploty měřeného předmětu. Pokud je chybně zadaná, tak rozdíly teplot mezi jednotlivými body na jednom termogramu zůstanou stejné, pouze dojde k jinému vyčíslení povrchové teploty. V příloze 11 jsou opět dva totožné termogramy, pouze u jednoho je zadaná vzdálenost 2 m a u druhého 200 m.

3.6 TEPLOTA OKOLNÍCH PŘEDMĚTŮ

Teplota okolních předmětů má opět vliv na absolutní vyčíslení teploty měřeného předmětu. Pokud jsou však v okolí různě teplé předměty, může dojít i ke zkreslení vyjádření povrchových teplot v různém rozložení na termogramu. Typickým případem je, pokud je v okolí měřeného objektu částečně jiná stavba, která má vyšší povrchovou teplotu, a částečně volná obloha s mraky (mraky mají teplotu obvykle mezi -50 až -80 °C) nebo dokonce otevřená obloha bez mraků.

To je dáno tím, že platí Stefan – Bolzanův zákon (stanovuje, že tepelný tok při sálání je závislý na čtvrté mocnině teploty: Φ = σ · S · T⁴, kde Φ je tepelný tok, S je plocha, σ je Stefan – Bolzanova konstanta a T je teplota v Kelvinech). Pokud tedy mají okolní budovy povrchovou teplotu například kolem 0 °C, sálají poměrně značné teplo na své okolí. Mraky sálají výrazně nižší energii a vesmír, tedy obloha bez mraků, nesálá téměř žádnou tepelnou energii. V příloze 12 je termogram, na němž je zachycen odraz relativně teplých větví stromu a výrazně chladnější oblohy. Druhý termogram ukazuje objekt, který je částečně zastíněný teplými okolními stavbami a částečně je vystaven expozici chladné oblohy. Na třetím termogramu je prosklený objekt, na jehož plášti jsou zobrazeny i odlesky mraků, které mají sice velmi nízkou teplotu, ale stále vyšší, než je teplota otevřené oblohy.

3.7 TEPLOTA MĚŘENÉHO OBJEKTU

Při diagnostice pomocí termokamery je nutné zdůraznit, že termovize zobrazuje teplo emitované z měřeného objektu. Zdůraznění je nutné a je třeba si při diagnostikování tento fakt neustále uvědomovat, neboť povrchová teplota nemusí vypovídat o rozložení a průběhu teplot v měřeném objektu. Klasickým příkladem je sokl domu, který může být teplý z několika důvodů. Prvním je, že do soklu proniká teplo z podzákladí, druhým je, že do soklu proniká teplo z interiéru a třetím je, že jde o teplo naakumulované z předchozího období (beton může vykazovat naakumulované teplo i po 24 hodinách).

V příloze 13 je schéma úniků tepla u takovéhoto základu.

(Vsuvka pro lokalizaci nemocných osob použitím termokamery: To je jedním z problémů, se kterými některé termokamery hlídající tělesnou teplotu procházejících lidí, neuvažují. Člověk zpravidla přichází z jiného prostředí, kde může mít jinou povrchovou teplotu, může si sundat oděv, může být zpocený a vlivem odpařování potu klesá jeho povrchová teplota…)

3.8 TEPLOTNÍ GRADIENT

Rozdíl teplot na vnějším a vnitřním povrchu konstrukce hraje významnou roli při hodnocení termogramů. Při malém teplotním spádu může dojít k tomu, že se tepelné mosty neprojeví. Teplotní spád však není dán pouze průměrnou teplotou prostředí v interiéru a v exteriéru, ale je nutné zohlednit i případné nerovnoměrné rozložení teplot, zejména na odvrácené straně hodnocené konstrukce. Klasickým příkladem jsou radiátory ústředního vytápění, které způsobují lokální ohřev konstrukce. Ohřátí konstrukce, nebo naopak ochlazení, může být způsobeno i dalšími vlivy. Setkali jsme se s rodinným domem, kdy skrz strop procházelo potrubí rozvodů ústředního vytápění. Je pochopitelné, že konstrukce v tomto místě byla teplejší, což se projevilo na termogramu a při měření z vnější strany se mohlo zdát, že jde o lokální tepelný most v místě ztužujícího věnce. Nešlo o tepelný most v jednom místě tepelné vazby (způsobený např. lokálním vynecháním tepelné izolace věnce), ale o vyšší povrchovou teplotu v exteriéru danou větším teplotním gradientem, vyšší teplotou konstrukce. V příloze 14 je uveden zmíněný objekt, kde je vyšší povrchová teplota v jednom místě ztužujícího věnce vlivem procházejících rozvodů vytápění.

3.9 PŘESTUP TEPLA

Přestup tepla je vlastnost vypovídající o tom, jak rychle teplo přestupuje z konstrukce do vzduchu či obráceně. Záleží především na rychlosti proudění vzduchu v bezprostřední blízkosti měřeného objektu (a samozřejmě i na emisivitách povrchů, ne teplotě okolí…). Znamená to, že místa s nižší rychlostí vzduchu okolo konstrukce (za záclonami, v koutech, rozích, okolo květin, za nábytkem…), budou mít obvykle jinou teplotu než okolní konstrukce, přitom je to dáno nikoliv rozdílnými vlastnostmi konstrukce, tedy tepelnými mosty či tepelnými vazbami, ale pouze přestupem tepla z konstrukce do prostředí. Extrémem může být ocelová konstrukce působící jako tepelný most, která je ochlazovaná větrem. Konstrukce je pak silně ochlazovaná, a tudíž je studená – i když by jinak měla být při měření z exteriéru teplá. V příloze 15 je ukázka termogramu, na kterém je podkrovní místnost, resp. její kout pod šikminou. Na snímku je vidět bodový tepelný most v bodě 1. V bodě 2 je však zobrazené studené místo způsobené z větší části pouze nevhodně navrženým vytápěním i dispozici domu, kdy je v tomto prostoru umístěna postel.

3.10 ROZLIŠENÍ TERMOVIZE

Rozlišení termovize, tedy počet zobrazovaných bodů je podstatný údaj, který může zásadním způsobem ovlivnit odečítání teplot a tím i vyhodnocování termogramů. Termovize snímají objekty různě velkými teplotními čidly, přičemž každému bodu je přiřazena určitá teplota. Jde pochopitelně o průměrnou zdánlivou teplotu z celého snímaného bodu. Proto záleží na velikosti snímaného bodu a tím i na rozlišení termovize. Pokud například jde o termovizi s rozlišením 120 x 120 bodů a snímáme objekt o velikosti 6 m, je velikost jednoho bodu 50 mm. Znamená to, že na termogramu se vždy zobrazí průměrná teplota z bodu o průměru 50 mm. Pokud bychom stejný objekt snímali termovizí s rozlišením 320 bodů, je velikost snímaného bodu 19,75 mm. Jsme tedy schopni zaregistrovat i menší bodové tepelné mosty, u liniových tepelných mostů jsme schopni identifikovat již průběh teplot v jejich okolí.

Při infračervené diagnostice by vždy mělo dojít k výpočtu velikosti zobrazovaného bodu tak, aby bylo jednoznačné, z jak velké oblasti dochází k průměrování vyzařované tepelné energie.

Při diagnostice pomocí termovize lze postupovat několika různými způsoby, jak dojít k dostatečnému zpřesnění výsledků. To se musí vždy pochopitelně řešit v rámci měření, tedy vždy na to musí být technik, který provádí měření připraven. První je volba vhodné vzdálenosti od měřeného objektu. Tato volba však může být ovlivněna několika příčinami, proč volíme jinou vzdálenost než optimální. Prvním případem je, že se k objektu nemůžeme dostatečně přiblížit – obvykle se při měření větších objektů jedná o snímání jejich horních částí. Druhým případem je, pokud chceme mít termogram dostatečně ilustrativní, je potřeba na něm vidět nejen inkriminované místo, ale i jeho okolí.

V příloze 16 je na termogramech člověka dokumentováno, jak zvětšováním velikosti oblasti, kterou snímá jeden bod zaniká zobrazení některých detailů a snižuje se i maximální teplota snímaného objektu.

Z uvedených termogramů je patrné, jak klesá rozlišovací schopnost termokamery s rostoucí vzdáleností (nebo s klesajícím počtem zobrazovacích bodů). Na termogramech je dokumentováno snížení maximální měřené zdánlivé teploty z původní hodnoty 35,4 na 32,8 °C.

Snižování teploty se v tomto případě děje na základě rostoucích rozměrů zobrazovacího bodu, a tudíž průměrování hodnot z větší plochy. Zvětšování rozměrů zobrazovacích bodů se vzdáleností měřeného objektu infrakamer s různým rozlišením a zobrazovacími úhly je patrné v tabulkách uvedených v příloze 17, kde jsou uvedeny různé termokamery s různým rozlišením a velikostí zobrazovacího bodu v závislosti na vzdálenosti měřeného objektu.

Pokud potřebujeme snímat vzdálenější či větší objekt, lze postupovat několika způsoby. Prvním je používat termovizi s dostatečným rozlišením. V diagnostické stavební praxi se obvykle v současné době uvádí, že hranicí termokamer pro profesionální diagnostiku je rozlišení 320 x 240 bodů, což je první kamera, která se označuje jako profesionální. Termokamery s nižším rozlišením jsou pak vhodné pro ostatní oblasti použití, případně pro interní diagnostiku objektů. Termokamery s rozlišením 320 x 240 bodů a více jsou pak využívány specialisty pro diagnostiku budov.

Dříve používané výměnné objektivy jsou nyní již na ústupu, více se používají termokamery s vyšším rozlišením, tedy 640/512 bodů, či přiblížení pomocí dronů, které jsou vybaveny termokamerou.

V příloze 17 jsou také uvedeny velikosti plochy objektu, které budou zobrazeny jedním pixelem uvedených infrakamer. V tomto případě je závislost kvadratická, jelikož jde o závislost plošné míry na délkové míře.

Údaj o velikosti plochy je rozhodující pro získání hodnoty teploty, jelikož infrakamera z uvedené plochy snímá tepelné záření jako průměrnou hodnotu. Platí, že čím větší plocha, tím větší je pravděpodobnost většího rozdílu teploty na dané ploše, což může vést k větší chybě měření.

To je mimochodem jeden ze zásadních problémů při použití termokamery pro zjišťování tělesné teploty člověka (rychlá diagnostika nemoci člověka při průchodu okolo termokamery).

3.11 ROZSAH TEPLOT NA TERMOGRAMU

Při zpracování termogramů lze nastavit různý rozsah palety zobrazení. Podle toho pozorovatel vnímá snímaný objekt jako kritický, nebo jako objekt s menší teplotní nerovnováhou. Vhodným zvolením palety barev a teplotního rozlišení pak lze potlačit nebo zdůraznit teplotní anomálie tak, aby laický příjemce termogramu z něj pochopil to, co mu chce zpracovatel termogramů sdělit.

V příloze 18 je uveden příklad, jak lze změnou rozlišení ovlivnit dojem pozorovatele z velikosti úniků tepla.

3.12 TEPELNÁ VODIVOST MĚŘENÉ KONSTRUKCE

Při měření termokamerou je nutné si uvědomit, že měřená konstrukce má tepelnou vodivost trojrozměrnou. Při větší tepelné vodivosti povrchu se tak může stát, že konstrukci vnímáme jako homogenní, neboť má rovnoměrné rozložení povrchových teplot. To může být obzvláště zavádějící, pokud snímaný objekt má vysokou tepelnou vodivost povrchové vrstvy, dále pokud se jedná o konstrukci, která je poměrně masivní v povrchové části, nebo pokud je použitý stavební materiál anizotropní, tedy ten, který má různou tepelnou vodivost v různých směrech.

Typickým příkladem je uložení dřevěného trámu ve zdivu. Zde dochází k výraznému tepelnému mostu, povrchová teplota trámu je výrazně nižší než jinde, ovšem na povrchu z exteriéru to není patrné, neboť se jedná o poměrně malou oblast zeslabení zdiva a vzhledem k tomu, že zdivo je relativně dobrý vodič, dochází k tomu, že povrchová teplota z exteriéru je rovnoměrná. To je zdokumentováno v příloze 19, kde je výpočet trojrozměrného teplotního pole dřevěného trámu a termogram domu postaveného touto technologií.

V této příloze je i ukázka měření kotvy u odvětrávaného zateplovacího systému a výpočet tepelného mostu touto kotvou. Výpočtem bylo zjištěno, že kotva způsobuje zhoršení tepelněizolačních vlastností systému i o více jak 20 %, přesto v termogramu se kotva jeví jako chladná, a tudíž tepelně izolační.

3.13 TEPELNÁ KAPACITA MĚŘENÉ KONSTRUKCE

Vždy je nutné vycházet z reálných klimatických údajů, které byly v době měření a bezprostředně před ním (přičemž slovo bezprostředně označuje období v závislosti na tepelné akumulaci konstrukce od 2 do 48 hodin, v krajních případech i více). Příkladem chyb, které mohou vzniknout při diagnostice termokamerou, je těžká stavební konstrukce, která je prochlazená, a tudíž vyzařuje minimální množství tepla, i když by její konstrukcí docházelo k relativně velkému toku tepla. Může nastat i opak, kdy konstrukce má z předchozího období naakumulované teplo a to vyzařuje. Konstrukce se jeví jako teplá – při pohledu z exteriéru působí jako výrazný tepelný most, naopak z interiéru může působit jako dobrý tepelný izolant.

Pro vyhodnocování termogramů má velký vliv i tepelná kapacita materiálů a průběh teplot před měřením.

Jeden případ je uveden v příloze 13, kdy vysoká tepelná kapacita soklu může mít vliv na zdánlivou teplotu tohoto soklu.

Další příklady jsou uvedeny v příloze 20. Prvním je termogram hmoždinek u kontaktního zateplovacího systému (ETICS). Hmoždinky způsobují mírný tepelný most. Předmětný termogram byl pořízen v časných ranních hodinách (před východem slunce), avšak již docházelo k postupnému zvyšování teploty vzduchu. Od něj se ohřála tenkovrstvá omítka. Na hmoždinkách je ale větší vrstva lepidla, tudíž je zde vyšší tepelná akumulace, a proto hmoždinky mají nižší povrchovou teplotu.

Druhý případ ukazuje totéž na větší ploše. Na fotografii i termogramech je jeden a tentýž dům. Termogramy jsou pořízeny s odstupem několika hodin. Na termogramu pořízeném v noci je patrné rozložení teplot tak, jak je lze předpokládat, tedy že zateplený dům bude mít lepší tepelně izolační schopnosti. Ovšem měření provedené v dopoledních hodinách, resp. termogram provedený v tuto dobu naznačuje, že povrchová teplota zatepleného objektu je vyšší než nezatepleného. Pokud má nějaká plocha v exteriéru vyšší povrchovou teplotu, lze předpokládat, že jejím prostřednictvím uniká více tepla, tudíž je hůře tepelně izolovaná. V tomto případě to však není pravda – pouze došlo ke zvýšení teploty vnější povrchové teploty, která má malou tepelnou setrvačnost, tudíž se rychleji ohřála než sousední železobetonová plocha, byť ta je více ohřívána z interiéru.

3.14 PROUDĚNÍ VZDUCHU

Proudící vzduch přenáší teplo, může tedy lokálně ohřívat či ochlazovat konstrukci, která se tak jeví jako studená či teplá vlivem prostupu tepla. V praxi při diagnostice termokamerou se lze s tímto jevem setkat zejména tam, kde dochází k ohřívání vzduchu, například o fasádu či okna, a tento vzduch stoupá vzhůru. Pokud dorazí k nějaké části konstrukce, která je vodorovná (například nadpraží okna, převis střechy apod.), tak se zde začne shromažďovat a konstrukci lokálně ohřívá. Vyšší teplota konstrukce v tomto místě tedy není dána tepelným mostem, jak by se mohlo zdát, nýbrž ohřátím konstrukce teplým stoupajícím vzduchem. Velmi často je obtížné přesně určit, zda vyšší teplota konstrukce byla způsobena právě tímto vzduchem, nebo tepelným mostem. Pokud je mírný vánek, tak lze u těchto teplotních anomálií vysledovat, že jsou rovnoměrné, avšak na jedné straně menší než na druhé, což je dáno právě zapojením pohybu teplého vzduchu větrem. V příloze 21 jsou termogramy dokumentující tento jev.

4 PŘÍKLADY MĚŘENÍ TERMOVIZÍ

4.1 MĚŘENÍ VZORKU LEHKÉ KONSTRUKCE

Úkolem bylo osadit do místnosti vzorek místo okna a po ustálení teploty změřit vliv různých simulovaných vad v tepelné izolaci. Jako teoretická příprava pak byl proveden dynamický výpočet průběhu teplot v jednovrstvé konstrukci. Z tohoto výpočtu vyplynulo, že po cca 4800 vteřin (1,5 hod) dojde k téměř ustálenému teplotnímu poli (viz graf v příloze 22). Měření se následně prováděla minimálně po 2 hodinách od instalace vzorku tak, aby měření bylo prováděno v ustáleném teplotním stavu. Jeden z provedených termogramů – měření různých typů hmoždinek – je uveden v příloze 22. Další zde uvedené termogramy jsou další měření z této sekvence měření. Měření probíhalo vždy na 6 vzorcích současně. Vzorky se pak měnily za další a po ustálení teploty bylo opět provedeno další měření nové série vzorků. Aby bylo při diagnostikování termogramů v kanceláři jednoznačné, o jaké vzorky se vždy jedná, označovali jsme je vztyčenými prsty – příslušný počet pak značil příslušný vzorek.

4.2 MĚŘENÍ SRUBOVÉ STĚNY

Úkolem bylo zjistit vady v tepelné izolaci srubu a odhalit, proč je výkon topného systému nedostatečný. Nejprve bylo provedeno termovizní měření a následně byl proveden výpočet dvojrozměrného vedení tepla srubovou stěnou. Výsledek měření i příslušný termogram je v příloze 23.

Poznámka:
Problém vznikl tak, že stěna měla v certifikátu uveden výrazně vyšší tepelný odpor zjištěný výpočtem, než jaká byla realita.

4.3 MĚŘENÍ TEPELNÝCH MOSTŮ

Velmi často je úkolem detekovat tepelné mosty či tepelné vazby a posoudit jejich příčinu, zejména se vyjádřit, zda jde o tepelný most způsobený chybným provedením nebo nikoliv. Tyto úlohy mají vždy 2 roviny. První je teoreticky daný tepelný most kvantifikovat a dále jej dokumentovat termogramem. V příloze 24 je uveden jako příklad roh budovy, ovšem častěji se jedná o ostatní místa objektu jako je pozednice, krokve, rohy budov apod. Při výpočtech je vždy nutné také uvažovat skutečný teplotní gradient odpovídající teplotám, které panovaly při termovizním měření. Dále je nutné uvažovat s pokud možno co nejrealističtějšími okrajovými podmínkami, zejména se součinitelem přestupu tepla z vnějšího povrchu do vzduchu (je ovlivněn rychlostí proudění vzduchu).

4.4 MĚŘENÍ TEPELNÝCH MOSTŮ NA STŘECHÁCH

Při zateplování plochých střech dochází k mnoha závadám, které mohou vést k problémům. Protože se však jedná o relativně malé tepelné mosty, závada se buď projeví pouze zvýšenou potřebou tepla na vytápění, nebo se závada projeví až po delší době, zpravidla po několika letech, kdy již na dílo není záruka. Proto je potřeba zejména realizace plochých střech kontrolovat. Jako jedna z výborných metod se osvědčila kontrola pomocí termovize, neboť ta odhalí tepelné mosty, ať již způsobené spárami mezi deskami tepelné izolace či hmoždinkami. V příloze 25 je několik takovýchto termogramů plochých střech.

4.5 MĚŘENÍ VZDUCHOTĚSNOSTI OBJEKTŮ

Vzduchotěsnost objektů se měří blower door testem. Ten umožňuje kvantifikovat množství vzduchu proudícího do (z) místnosti za předem definovaných podmínek, respektive za změřených podmínek s tím, že kvantitu lze následně přepočítat na normové podmínky. Blower door test ovšem neumožňuje určit přesné místo zdroje netěsností. To lze určit buď sledováním pocitu průvanu, anemometrem anebo, což je velmi jednoduché, pomocí termokamery. Dokonce lze říci, že před tím, než v ČR bylo zařízení na Blower door test, zjišťovali jsme netěsnosti objektu pouze termovizí. Ukázky jsou v příloze 26.

4.6 VLIV ČLOVĚKA NA MĚŘENÍ

V příloze 27 je obrázek, jak může ovlivnit dotek člověka měřený předmět. Stopy jsou úsměvné, ovšem nepozorný otisk ruky při ohledání místa měření či pobyt zvířete v měřené oblasti mohou vyvolat jevy, nad jejichž vysvětlením se stráví několik minut času, než se dospěje k závěru, že měření bylo ovlivněno ohřátím živým tvorem (nebo naopak ochlazeno odloženými věcmi apod.).

Na termogramu jsou patrné stopy člověka na podlaze – tyto stopy jsou patrné i několik desítek minut podle toho, o jakou podlahu se jedná a jak dlouho stál člověk na místě.

SEZNAM PŘÍLOH

Příloha 1 – Ukázky různého použití termokamery

Příloha 2 – Emisivita materiálů při vlnové délce 8–14 µm

Příloha 3 – Emisivita materiálů podle vlnové délky

Příloha 4 – Ukázky různé zdánlivé teploty na objektu, který má konstantní povrchovou teplotu (sochy)

Příloha 5 – Barevná spektra pro zobrazení teplot na termogramu

Příloha 6 – Ovlivnění vnímání termogramu různým teplotním rozlišením

Příloha 7 – Vliv emisivity na termogramu

Příloha 8 – Ukázka měření rohu budovy

Příloha 9 – Vliv vzdálenosti objektu

Příloha 10 – Vliv teploty okolí na zdánlivou teplotu objektu

Příloha 11 –Vliv vzdálenosti objektu na zdánlivou teplotu objektu

Příloha 12 – Vliv teploty okolních předmětů na zdánlivou teplotu objektu

Příloha 13 – Příčiny vyšší povrchové teploty soklu

Příloha 14 – Vliv lokálního zdroje tepla

Příloha 15 – Vliv přestupu tepla na povrchovou teplotu

Příloha 16 – Rozlišení termokamery různou vzdáleností měřeného objektu

Příloha 17 – Přehled termokamer a jejich rozlišení

Příloha 18 – Rozsah teplot na termogramu a jejich vliv na vnímání pozorovatele

Příloha 19 – Ukázka „neměření“ tepelných mostů termovizí

Příloha 20 – Tepelná kapacita materiálu

Příloha 21 – Ohřev konstrukce stoupajícím teplým vzduchem

Příloha 22 – Termogram a výpočet průběhu teplot lehké konstrukce

Příloha 23 – Termogram a výpočet průběhu teplot srubové konstrukce

Příloha 24 – Termogram a výpočet průběhu teplot rohu budovy

Příloha 25 – Termogramy závad plochých střech (tepelné mosty)

Příloha 26 – Ukázka zjišťování vzduchotěsnosti objektů

Příloha 27 – Ovlivnění měření živým tvorem

PŘÍLOHA 1

Ukázky různého použití termokamery

Termogram 1 – tepelný most

Na termogramu je podhled v podkrovní místnosti. Majitel objektu měl pocit, že objekt má vyšší spotřebu tepla, než by odpovídalo velikosti objektu a navrhovaným tepelným izolacím a následně i provedenému výpočtu potřeby tepla na vytápění.

Termogram 2 – vzduchová netěsnost střešního pláště

Termogram měl ilustrovat kvalitu provedených tepelných izolací. Při jeho pořizování se na střeše, pod kterou je nevytápěný prostor, objevila teplejší místa. Při analýze bylo zjištěno, že na stropě mezi půdou a místností v přízemí jsou netěsnosti v parotěsné vrstvě, která měla zároveň plnit funkci vzduchotěsné vrstvy. Dochází tak k proudění vzduchu z interiéru na půdu a následně pak k pronikání tohoto teplého vzduchu netěsnostmi v pojistné hydroizolaci do střešní roviny.

Termogram 3 – měření náběhu stropního chlazení

Měření mělo prokázat průběh nabíhání stropního chlazení. Proto byly pořizovány termogramy s časovým odstupem několika minut a následně bylo vyhodnocováno chladnutí jednotlivých chladících polí.

Termogram 4 – měření řízeného požáru

Účelem měření bylo sledovat řízený požár na zkušebním objektu. Objekt byl během pokusu sledován mnoha termovizemi a zároveň teploměry umístěnými v jednotlivých místech měřeného objektu. Dále byly sledovány trigonometricky geometrické změny objektu.

Termogram 5 – elektrorozvaděč

Ve stavebnictví se termovize používá pro sledování stavu elektroinstalace pouze v omezené míře, ovšem její používání je plně rozvinuté ve velké energetice, kdy se jí sledují možné závady na vysokonapěťových spojkách. Postupně totiž vlivem průběhu proudu u nich dochází k opotřebení. Výsledkem tohoto opotřebení je vyšší elektrický odpor při přestupu elektřiny z vodiče do spojky a zpět a dochází k jejímu zahřívání. Podle velikosti zahřátí pak lze plánovat opravy jednotlivých spojek tak, aby nedocházelo k jejich poruchám.

Termogram 6 – rozvody tepla a chladu

Pomocí termovize lze sledovat rozvody tepla a chladu a stavu jejich tepelných izolací. V případě automatického řízení lze sledovat i konkrétní stav provozu jednotlivých větví rozvodů energie. U větších rozvoden tepla a chladu lze sledovat, zda náhodou není v provozu současně chlazení i vytápění, což v některých ovládacích software nelze vysledovat (Někdy software pouze sleduje stávající stav rozvodu tepla a chladu a pokud dochází k cyklickým změnám z vytápění na chlazení a naopak, je velmi obtížné tento stav pomocí ovládacího software měření a regulace odhalit.).

Termogram 7 – lokalizace podlahového vytápění

Lokalizace rozvodů podlahového vytápění umožňuje například vrtat do podlahy, aniž by hrozilo nebezpečí, že se poruší rozvody vytápění.

Termogram 8 – měření přehřívání lisu

Termovize může být použita i při hledání příčin přehřívání strojů. V tomto konkrétním případě se jedná o lis, kde dochází k přehřívání v oblasti spoje dvou dílů. Tato závada pak vede k pravidelným obtížím.

PŘÍLOHA 2

Emisivita materiálů při vlnové délce 8–14 µm

* Emisivity téměř všech materiálů jsou měřeny při teplotě 0 °C a při pokojové teplotě se nijak zásadně neliší.

**Nátěr se stříbřitým povrchem je měřen při teplotě 25 °C a glazurový nátěr při 27 °C.

PŘÍLOHA 3

Emisivita materiálů podle vlnové délky

PŘÍLOHA 4

Ukázky různé zdánlivé teploty na objektu, který má konstantní povrchovou teplotu (sochy)

PŘÍLOHA 5

Barevná spektra pro zobrazení teplot na termogramu

Termogramem se rozumí obraz pořízení infrakamerou. Jde tedy o vizualizaci infračerveného záření převedené do barevného spektra, tj. každá teplota má přiřazen svůj odstín barvy. Stejný snímek lze však díky rozlišnosti palet různě zobrazit.

Pro představu si ukážeme termovizní snímek hradu Karlštejn v nejčastěji používaných paletách, kterými jsou železo nebo duha. Uvedená barevná spektra pochází z nabídky programu firmy FLIR. Nejsou zde uvedeny všechny palety, které lze běžně při měření používat, pouze některé. Tyto palety barev lze také pochopitelně zobrazit negativně.

Karlštejn v paletě železo.

Karlštejn v inverzní (negativní) paletě železo.

Karlštejn v paletě duha.

Lze ale taktéž použít stupně různých barev:

• šedi.

• žluté.

V nabídce se taktéž nachází spektrum určené pro lékařské termogramy, u kterého již barvy nepřecházejí spojitě, nýbrž je jedna barva vyhrazena pro určitý interval teplot.

Následující zobrazení je skokové, kdy je barevná škála rozdělena na 10 různých barev duhy.

Zobrazení však může být téměř libovolné. Toto je zobrazení déšť.

Stejná paleta barev, avšak inverzní.

Firma FLIR má v nabídce celkem 16 různých standardních palet barev, které lze dále invertovat. Při použití jiné termokamery a tím i jiného software dochází i k dalším možnostem různého barevného zobrazení. Navíc barvy je možné v počítači dále upravovat, takže demonstrování kvality jakéhokoliv výrobku, materiálu či systému pomocí termovize může být zavádějící.

PŘÍLOHA 6

Ovlivnění vnímání termogramu různým teplotním rozlišením

Dojem z termogramu má pozorovatel na základě rozsahu barevných změn. Jak lze ovlivnit vnímání termogramu je demonstrováno na následujících termogramech.

Rozsah teplot je dán rozsahem teplot snímaného objektu.

Rozsah teplot má zvýraznit tepelné mosty.

Rozsah teplot má bagatelizovat tepelné mosty.

Rozsah teplot má zdůraznit málo tepelně izolovaný objekt.

PŘÍLOHA 7

Vliv emisivity na termogramu

Dalším vlivem přinášejícím chyby do vyhodnocení termogramů je emisivita měřeného povrchu. Emisivita je schopnost vyzařovat elektromagnetické záření. Jde o bezrozměrný fyzikální parametr vyjadřující poměr intenzity vyzařování skutečného tělesa H_E k intenzitě vyzařování absolutně černého tělesa H_EO se stejnou teplotou. Lze ji tedy popsat následující rovnicí.

\begin{gathered}
\varepsilon=\frac{H_\text{E}}{H_\text{EO}}
\end{gathered}

Emisivita u většiny materiálů je vysoká, výjimku tvoří zejména kovy, u kterých je naopak malá. U kovů převládá odražená složka elektromagnetického záření nad vlastní emitovanou částí. K tomuto jevu se ale ještě vrátíme v kapitole vlivu reflexe záření.

Vliv různé emisivity lze deklarovat z následujícího obrázku, na kterém je umístěna minerální vlna, polystyren a cihla. Povrch cihly se na termovizním snímku jeví chladnější než povrchy minerální vlny a polystyrenu. V tomto případě jde o malý, ale již znatelný rozdíl. Z důvodu minimalizace zanesení chyby byly objekty ponechány po delší dobu ve stejném prostředí, a tudíž mají povrchy shodnou teplotu.

Na dalších dvou obrázcích je ukázka snímků stavebních materiálů – minerální vlna, polystyren, cihla.

Snížení nastavené emisivity.

Na ukázce shodných snímků lze ukázat, jak nastavení emisivity povrchu ovlivní získané výsledky. Posunutím zobrazovaných intervalů teplot můžeme získat shodné termogramy. Nepatrné snížení emisivity z 0,98 na 0,94 vedlo ke zvýšení teploty povrchu o přibližně 1,5 °C.

Potřebná změna emisivity povrchu cihly (měřený bod Sp2).

Rozdíl teploty povrchu měřeného bodu na dvou objektech z porovnání teplot minerální vlny, polystyrenu a cihly, který činil 0,4 °C, ačkoliv šlo o měření za jednotných podmínek, a tedy teoreticky by měly mít všechny povrchy teplotu shodnou. Uvedený rozdíl představuje uvažovat pro bod Sp2 lokální změnu emisivity z 0,98 na 0,97 oproti okolí, což je dokázáno na předchozím obrázku.

Možný vliv emisivity a imisivity lze pozorovat i na následující ukázce informační tabule s nápisem, přičemž rozdílná zdánlivá teplota různých částí plakátu není zřejmě dána emisivitou povrchu, ale imisivitou, kdy světlejší odstíny barvy byla méně ohřáty sáláním prostředí.

Následující 2 termogramy jsou totožné, pouze je u jednoho nastavena emisivita materiálu 0,9 a u druhého 0,09. Z přiložených tabulek je patrný rozdíl ve zdánlivé povrchové teplotě.

PŘÍLOHA 8

Ukázka měření rohu budovy

Úkolem bylo pomocí termografie zjistit, zda a případně jak výrazný tepelný most vzniká v rohu budovy, která byla opláštěna ohýbaným sendvičovým panelem. Proto bylo za stanoviště zvoleno takové místo, kde je sklon obou sousedních stěn s měřícím paprskem shodný, viz termogram a fotografie.

Ilustrativní foto měřeného objektu.

I kouty by se měly měřit tak, aby stěny, pokud možno svíraly s měřícími paprsky stejný úhel – jinak může dojít k chybné interpretaci měření.

PŘÍLOHA 9

Vliv vzdálenosti objektu

Na následujícím termogramu je zdánlivá teplota vzdálenější části nižší. To je dáno jednak větší vzdáleností objektu a dále směrovostí emisivity, kdy materiál má nižší schopnost vyzařovat teplo pod ostřejším úhlem.

Z grafu průběhu teplot je patrná stoupající tendence povrchové teploty.

PŘÍLOHA 10

Vliv teploty okolí na zdánlivou teplotu objektu

Následující 2 termogramy jsou totožné, pouze je u jednoho nastavena teplota okolí +20 °C a u druhého -20 °C. Z přiložených tabulek je patrný rozdíl ve zdánlivé povrchové teplotě. Mimochodem jde o termogram kostela, takže jeho povrchová teplota by měla být v této části průčelí všude stejná.

PŘÍLOHA 11

Vliv vzdálenosti objektu na zdánlivou teplotu objektu

Následující 2 termogramy jsou totožné, pouze je u jednoho nastavena vzdálenost 2 m a u druhého 200 m. Z přiložených tabulek je patrný rozdíl ve zdánlivé povrchové teplotě.

PŘÍLOHA 12

Vliv teploty okolních předmětů na zdánlivou teplotu objektu

Na následujícím termogramu je patrný odraz relativně teplých větví stromu na okně a na fasádě. Ostatní plocha je ovlivněna vzájemným sáláním velmi studené oblohy.

Na termogramu je patrné skokové snížení teploty v posledních dvou podlažích. To také dokumentuje graf průběhu teploty. Změna zdánlivé teploty je dána tím, že dolní patra si vyměňují energii sáláním s okolními domy, horní podlaží jsou již vystavena expozici „studené“ radiace oblohy.

Na následujícím termogramu je patrný i odlesk mraků, které mají vyšší teplotu než jasná obloha.

Ke shodnému úkazu došlo i při snímání spidi kotvy. Na obrázku je viditelná teplejší plocha na levé straně, k čemuž došlo reflexí záření, které je vyzařováno z těla měřicí osoby, od kovového povrchu kotvy.

Na dalších obrázcích si lze všimnout, jak se na objektu mění poloha plochy, na níž dochází k odrazu v závislosti na postavení měřicí osoby. Obrázky jsou srovnány do jednotného teplotního rozmezí 24 °C až 27 °C.

Místa reflexe záření na spidi kotvě v závislosti na postavení měřicí osoby.

a) mírně vlevo

b) na středu

c) mírně vpravo

Z termogramů je patrné, že i měřící osoba, případně jí vnesené předměty, mohou ovlivnit měření. To je častější zejména u materiálů s nízkou emisivitou a tím i nízkou imisivitou, neboť energie neimitovaná do měřeného objektu je jím odražená.

Pro srovnání je uveden termogram pořízený tak, že měřící osoba držela infrakameru na větší vzdálenost, a proto nedocházelo k přímému odrazu tepelného záření, který by infrakamera zachytila.

Snímek spidi kotvy pořízený infrakamerou drženou na větší vzdálenost.

I v tomto případě mají některé plochy mírně vyšší zdánlivou teplotu, což je dáno odrazem od rukou.

PŘÍLOHA 13

Příčiny vyšší povrchové teploty soklu

Na termogramu je objekt s evidentní vyšší teplotou soklu. Příčin této zvýšené teploty může být několik.

Schéma úniku tepla z interiéru mající vliv na vyšší teplotu soklu.

Schéma ohřevu soklu teplotou zeminy z podzákladí.

Schéma vyšší teploty soklu vlivem akumulace materiálu.

PŘÍLOHA 14

Vliv lokálního zdroje tepla

Teplejší místo označené šipkou není vlivem lokálního zhoršení tepelně izolačních vlastností, nýbrž lokálním zdrojem tepla.

PŘÍLOHA 15

Vliv přestupu tepla na povrchovou teplotu

V bodě 1 je bodový tepelný most a zároveň tepelná vazba způsobená napojením konstrukcí v rohu a zároveň přítomností ztužujícího věnce a pozednice. V bodě 2 jde o sníženou teplotu vlivem vyššího odporu při přestupu tepla (jde o místo za postelí, kde je pohyb vzduchu velmi omezen).

PŘÍLOHA 16

Rozlišení termokamery různou vzdáleností měřeného objektu

Na následujících termogramech bylo simulováno různé rozlišení termokamery různou vzdáleností měřeného objektu. Se vzrůstající vzdáleností klesá rozlišení, resp. zvětšuje se velikost bodu, který zaznamenává teplotu.

Termovizní snímek obličeje s výřezem v okolí očí ze vzdálenosti cca 1 m.

Velikost jednoho zobrazovaného bodu 1,39 mm.

Termovizní snímek obličeje s výřezem v okolí očí ze vzdálenosti cca 2 m.

Velikost jednoho zobrazovaného bodu 2,77 mm.

Termovizní snímek obličeje s výřezem v okolí očí ze vzdálenosti cca 3 m.

Velikost jednoho zobrazovaného bodu 4,16 mm.

Termovizní snímek obličeje s výřezem v okolí očí ze vzdálenosti cca 5 m.

Velikost jednoho zobrazovaného bodu 6,93 mm.

Termovizní snímek již celé postavy ze vzdálenosti cca 7,5 m.

Velikost jednoho zobrazovaného bodu 10,39 mm.

Termovizní snímek již celé postavy ze vzdálenosti cca 10 m.

Velikost jednoho zobrazovaného bodu 13,86 mm.

PŘÍLOHA 17

Přehled termokamer a jejich rozlišení

Snižování teploty se v tomto případě děje na základě rostoucích rozměrů pixelu, které bude výpočtem dále odůvodněno, v důsledku různé vzdálenosti měřeného objektu, a tudíž průměrování hodnot z větší plochy. Zvětšování rozměrů zobrazovaných bodů se vzdáleností měřeného objektu infrakamer s různým rozlišením a zobrazovacími úhly je patrné v následujících tabulkách.

PŘÍLOHA 18

Rozsah teplot na termogramu a jejich vliv na vnímání pozorovatele

Na termogramu je patrné skokové snížení teploty v posledních dvou podlažích. To také dokumentuje graf průběhu teploty. Změna zdánlivé teploty je dána tím, že dolní patra si vyměňují energii sáláním s okolními domy, horní podlaží jsou již vystavena expozici „studené“ radiace oblohy.

Na následujícím termogramu je patrný i odlesk mraků, které mají vyšší teplotu než jasná obloha.

PŘÍLOHA 19

Ukázka „neměření“ tepelných mostů termovizí

Některé tepelné mosty nemusí být identifikovatelné termovizí, což dokládá výpočet bodového tepelného mostu dřevěným trámem a termogramem.

Skica řešeného případu bodového tepelného mostu.

Výpočet řešeného případu bodového tepelného mostu dřevěným trámem uloženým v kapse cihelného zdiva.

Průběhy teplot pro různé varianty zateplení tohoto detailu.

Tabulka vypočtených hodnot nejnižších povrchových teplot:

Ukázka měření kotvy u odvětrávaného zateplovacího systému a výpočet tepelného mostu touto kotvou. Výpočtem bylo zjištěno, že kotva způsobuje zhoršení tepelněizolačních vlastností systému i o více jak 20 %, přesto v termogramu se tato kotva jeví jako chladná, a tudíž tepelně izolační.

Ukázka cest, kudy se teplo šíří do exteriéru – zdůvodnění, proč při diagnostice termovizí tento tepelný most není patrný.

Ukázka měření a výpočtu tepelného mostu kotvou odvětrávané fasády.

Měření s kotvícími “T“ profily.

Měření bez kotvicích “T“ profilů.

PŘÍLOHA 20

Tepelná kapacita materiálu

Na termogramu se hmoždinky jeví jako studenější – jde o důsledek vyšší akumulace tepla lepidla nad nimi, které je ve větší vrstvě.

Na následujících termogramech a obrázku je panelový dům, jehož jedna polovina je zateplená a druhá nikoliv. První termogram byl prováděn standardně ráno před východem slunce, druhý pak dopoledne při získávání klasických fotografií.

PŘÍLOHA 21

Ohřev konstrukce stoupajícím teplým vzduchem

Vzduch se o fasádu ohřívá a stoupá vzhůru, kde se shromažďuje pod střechou. Pokud odtud není vyvanut větrem (stalo se na levé části střechy), ohřívá tyto části a může se jevit jako tepelný most.

Stejný případ ohřevu stoupajícím teplým vzduchem pod převisem střechy.

PŘÍLOHA 22

Termogram a výpočet průběhu teplot lehké konstrukce

Na termogramu je ukázka z měření lehké konstrukce, v tomto případě vliv různých typů hmoždinek na bodový tepelný most.

Pro zjištění, po jaké době dojde k ustálenému teplotnímu stavu byl proveden dynamický výpočet průběhu teplot v jednovrstvé konstrukci. Výsledný graf teplotního chování je uveden níže.

Ukázka umístění jednotlivých vzorků.

PŘÍLOHA 23

Termogram a výpočet průběhu teplot srubové konstrukce

Na termogramu je měřená srubová stěna.

Výpočet rozložení teplot ve stěně.

Průběh povrchových teplot s různou dodatečnou tepelnou izolací a s uvažováním různých tepelně izolačních vlastností dřeva.

PŘÍLOHA 24

Termogram a výpočet průběhu teplot rohu budovy

Na následujícím obrázku je teoretický výpočet průběhu teplot v rohu budovy a na následujících termogramech pak stejný případ dokumentovaný termokamerou.

PŘÍLOHA 25

Termogramy závad plochých střech (tepelné mosty)

Na následujících obrázcích jsou různé zateplené ploché střechy s vadami v tepelné izolaci.

PŘÍLOHA 26

Ukázka zjišťování vzduchotěsnosti objektů

Na následujícím obrázku je teoretický výpočet průběhu teplot v rohu budovy a na následujících termogramech pak stejný případ dokumentovaný termokamerou.

Na následujících termogramech je stejná místnost bez podtlaku a s vyvolaným pod tlakem vzduchu. U obou termogramů jsou nastaveny stejné teplotní škály. Reálná fotka následuje.

PŘÍLOHA 27

Ovlivnění měření živým tvorem

Na termogramu jsou patrné stopy člověka na podlaze – tyto stopy jsou patrné i několik desítek minut podle toho, o jakou podlahu se jedná a jak dlouho stál člověk na místě.