Пређи на садржај

Шта термална слика доказује — а шта не

Термална слика одмах убеђује. Црвено и плаво, уз то „пре” и „после” — то делује као доказ. У ствари, термограм одговара само на једно једино питање: Где је топлије него на другим местима? Он не одговара на питање колико добро неки грађевински елемент изолује. То није ствар тумачења, него тако стоји у норми.

Норма каже „квалитативно” — и мисли то озбиљно

Норма DIN EN 13187, најчешће цитирана у извештајима, је повучена. На њено место је у новембру 2023. ступила DIN EN ISO 6781-1. Ко данас добије извештај који се позива на DIN EN 13187, не треба то да схвати као грешку — али као знак о томе колико се актуелно ради.

Матична норма ISO 6781 недвосмислено формулише своје подручје примене: она описује квалитативни поступак за проналажење термичких неправилности — и изричито: „Does not apply to the determination of the degree of thermal insulation and air tightness of a structure.”

Поступак је замишљен за проналажење, а не за димензионисање. Занимљиво је на шта наследна норма упућује када су у питању бројчане вредности: на ISO 9869-1 за мерење топлотног флукса и ISO 9972 за ваздушну непропусност. Норма за термографију дакле шаље корисника за бројеве ка другим поступцима.

Смерница Bauthermografie удружења VATH повлачи исту границу: квалитативно доказивање топлотних мостова могуће је и изнутра и споља, док квантитативне процене су „у принципу могуће само изнутра, уз примену допунских мерних поступака”.

Зашто на слици нема U-вредности

U-вредност је густина топлотног флукса по разлици температуре. Термална камера не мери густину топлотног флукса — она мери густину зрачења и из ње израчунава температуру површине.

Да би се из температуре површине закључило на топлотни флукс, био би потребан коефицијент прелаза топлоте баш на тој површини. Он споља није ни познат ни стабилан: зависи од ветра и од размене зрачења са небом. Уз то, грађевински елемент акумулира топлоту — температурни талас је у односу на спољашњу климу временски померен за неколико сати.

Колико је заправо груба разлучивост, показује пример на застакљењу: једноструко стакло, непремазано двоструко стакло и модерно термоизолационо стакло могу се термографски разликовати. Термоизолационо стакло са U = 1,3 од оног са U = 1,1 W/(m²·K) не могу. Редови величине — да, децимале — не.

Поступак који мери U-вредности на постојећим објектима

Постоји један: мерење топлотног флукса према ISO 9869-1. Плоча за мерење топлотног флукса поставља се на страни са стабилнијом температуром — у пракси изнутра —, а затим се чека. Норма истовремено захтева три услова:

  • Трајање мерења најмање 72 сата.
  • U-вредност на крају теста одступа највише 5 процената од вредности од пре 24 сата.
  • Вредности из прве и последње две трећине трајања мерења одступају најви��е 5 процената једна од друге.

72 сата су минимум при стабилним условима; реалистично је једна до две недеље. Истраживања су нашла конвергенцију после четири до пет дана, зими до десет. И чак и тада остаје укупна несигурност од око 15 процената.

Из тога следи запамтива реченица за сваки предочени термограм: Ако већ намерно за то предвиђени, дане дуги контактни поступак даје U-вредност тачну само на око 15 процената, онда поступак који за секунде направи слику и уопште не мери топлотни флукс не може је дати тачније.

Шта је потребно за употребљив снимак

Услов Захтев Извор
Разлика температуре изнутра/споља ≥ 15 K препоручено VATH 2023
Време загревања унапред квазистационарно — у зависности од конструкције до неколико дана VATH 2023
Ветар од око 2 m/s није сврсисходно VATh 2011
Сунце без утицаја, чак ни у претходним сатима VATH 2023
Небо облачно; ведро небо треба избегавати стручна литература
Временска ситуација стационарна, 3 до 7 дана латенције стручна литература
Апсолутна тачност мерења камере 2 K (± 2 %), препоручено 1 K VATH 2023

Последњи ред је најважнији број овог текста. Свако тврђено побољшање испод два келвина термалном камером се не може доказати — оно лежи у границама тачности уређаја.

Емисиони коефицијент: изнутра небитан, споља пресудан

За непропусне површине важи ε + ρ = 1. Што је емисиони коефицијент нижи, то камера више мери околину уместо објекта. Оно што се при томе највише прећуткује: иста грешка изнутра и споља тежи потпуно различито.

Ситуација стварно ε камера подешена на грешка
Изнутра, зид 17 °C, одражава 20 °C 0,90 0,95 +0,2 K
Споља облачно, зид 5 °C, одражава 0 °C 0,90 0,95 −0,3 K
Споља ведро небо, зид 5 °C, одражава −50 °C 0,90 0,95 −2,2 K
Споља ведро небо, исти зид 0,85 0,95 −4,4 K
Споља ведро небо, поцинкован олук 5 °C 0,10 0,95 −47 K

Емисиони коефицијент промашен за 0,05 кошта изнутра мање од 0,2 K и небитан је. Иста грешка споља при ведром небу кошта преко 2 K — а то је реда величине онога што се тумачи као топлотни мост или успех санације.

Метали имају ε између око 0,02 и 0,3. Тиме су погођена управо она места на којима се сумња на топлотне мостове: алуминијумски рамови, атика лимови, олуци, кутије ролетни, поцинковани елементи.

Одражена температура околине

Камера мора знати шта се одражава у површини да би тај удео могла да одузме. Уобичајена грешка је да се споља уноси температура спољашњег ваздуха. То је погрешно: код ведрог неба одражава се „хладно зрачење неба” од отприлике −50 до −60 °C. По површини небо надјачава сунце — одражена температура на отвореном је обично испод 0 °C, чак и у сунчан дан.

Одређује се помоћу згужваног па поново изравнатог комада алуминијумске фолије: камера се подеси на ε = 1, температура се очита на фолији, вредност се унесе као одражена температура.

Грешка делује по целој површини. Она помера читаву слику, а да не мења структуру — и зато је посебно подмукла за поређења пре/после. Модел прорачуна: зид 5 °C, стварно одражено −50 °C, камера подешена на 0 °C, даје 0,9 °C уместо 5,0 °C. Преко четири келвина, а да ништа не изгледа упадљиво.

Седам начина да се симулира успех санације

Све следеће тачке стварају привидно побољшање, а да се на грађевинском елементу ништа није променило:

  • Скала боја. Најефикаснија полуга. Са превише широком скалом сваки енергетски прождрљивац постаје нискоенергетска кућа, са превише уском скалом нискоенергетска кућа постаје катастрофа. Уска слика „пре”, широка „после” — а успех настаје искључиво у обради слике.
  • Ветар. Он изједначава температуре површине и чини да топлотни мостови нестају. Снимак „после” при ветру изгледа боље него снимак „пре” при затишју.
  • Ведро уместо облачно небо. Под ведрим небом површине окренуте небу се толико расхладе да лоша изолација изгледа као добра.
  • Друго доба дана. Два снимка у различито доба дана обухватају различите тачке циклуса хлађења — чак и при истој температури ваздуха.
  • Другачија унутрашња температура. Мања разлика температуре значи мањи контраст. Слика постаје равнија и делује хомогеније, дакле „боље изолована”.
  • Намештај и слике на зиду. Скинута слика оставља хладну мрљу која изгледа као да недостаје изолација. Зато: предмете на зиду уклонити најмање шест сати раније — истоветно код оба термина.
  • Промењен емисиони коефицијент. Грађевинско-физички најподмуклија тачка. Ако се између два термина боји, малтерише или премазује, мења се ε — а тиме и очитана температура, без икакве промене топлотног флукса. Премаз који снижава емисиони коефицијент ствара на термограму снижење температуре које заправо не постоји.

Шта би морало да испуни поуздано поређење пре/после

Водећа идеја: не поредити слике, него величину независну од разлике температуре.

То је температурни фактор према DIN 4108-2: fRsi = (Θsi − Θe) / (Θi − Θe). Он је величина специфична за грађевину и независна од тренутно владајуће разлике температуре. Позната гранична вредност fRsi ≥ 0,70 одговара, при 20 °C изнутра и −5 °C споља, температури површине изнад 12,6 °C.

Важно ограничење: због фазног померања услед грађевинског елемента, израчунавање из тренутно измерених температура углавном даје бесмислене вредности. Употребљивим постаје тек уз протекле температурне токове — у подручју топлотних мостова у трајању од шест до осам сати. Без логера података за унутрашњу и спољашњу температуру ни температурни фактор није поуздан.

Уз то долази: мерити изнутра. Отпор преласку топлоте између унутрашњег ваздуха и површине је отприлике двоструко већи него споља, контрасти су сходно томе јачи, и нема ни ветра ни кише ни зрачења ка небу. Доказ који се састоји искључиво од спољашњих снимака је унапред најслабија доступна варијанта.

И, коначно, праг значајности. Тврђено побољшање мора бити веће од збира несигурности: ±2 K тачност уређаја, споља при ведром небу 2 до 4 K из емисионог коефицијента, до 4 K из одражене температуре. У пракси то значи: Поређење пре/после два спољашња термограма готово никада не важи као доказ успеха санације.

Ако се заиста ради о енергији, термографија је погрешан алат. Тада је потребно мерење топлотног флукса према ISO 9869-1 пре и после мере или временски коригована анализа потрошње. Термографија при томе постиже оно за шта је намењена: показује где треба мерити.

Четири питања за сваки предочени термограм

  • Да ли на обе слике стоје крајње вредности скале и да ли су идентичне? Да ли је иста палета боја?
  • Да ли су документовани емисиони коефицијент и одражена температура? Смерница VATH то захтева. Ако недостају, снимак није проверив.
  • Да ли су временски услови, доба дана, унутрашња температура и локација оба термина забележени и упоредиви?
  • Да ли је између два термина нешто нанесено на површину? Онда је емисиони коефицијент морао бити поново одређен — иначе поређење физички није допуштено.

Извори

Разграничење подручја примене потиче из слободно доступног scope-а ISO 6781; пуни текстови DIN EN 13187 и DIN EN ISO 6781-1 су наплатни и нису били увидени. Из ISO 6781-1 стога намерно није цитиран ниједан број граничних услова. Подаци о трајању мерења и критеријумима прекида према ISO 9869-1 потичу из слободно доступног прегледа норме и из стручних публикација; податак о несигурности од око 15 процената потиче из прегледа метода британског Building Research Establishment, а не из текста норме.

Табеле грешака за емисиони коефицијент и одражену температуру су сопствени модел-прорачуни на основу биланса зрачења у широкопојасној апроксимацији. Оне приказују редове величина, а не измерене вредности стварне камере.

Свесно нису преузети бројеви који круже у стручним чланцима из праксе — 24-часовно време загревања унапред, граница ветра од 3 m/s и правило од један односно три сата за сунчево зрачење. Тамо се приписују смерницама удружења, а тамо заправо не стоје.