Meranie tepelných strát drevostavieb termovíznou kamerou

Výrobná chyba, nesprávna montáž či neodborne zrealizovaný detail môže viesť k vzniku nežiaducich tepelných mostov v drevených konštrukciách. Článok opisuje názorné zisťovanie tepelných strát pomocou tzv. termovíznej kamery, ktorá zachytáva rozdiel teplôt rôznych objektov.

Termovízna kamera
Termovízia sa používa tam, kde je vhodné použiť nedeštruktívne metódy skúšania materiálov a komponentov s možnosťou rozboru obrazu (termogramov) v reálnom čase a so záznamom statických a dynamických dejov. V priamom prepojení s počítačom je kamera vhodným prístrojom na rýchle meranie. Systém má štandardný rozsah meraných teplôt od –40 do +1 500 °C (s filtrom až do +2 000 °C). Kamera má prídavný oddeliteľný panel diaľkového ovládania so zabudovaným LCD displejom a vstavanú digitálnu videokameru a laserový zameriavač.

Termovízna kamera pracuje na princípe infračerveného žiarenia, ktoré človek nedokáže svojím zrakom zachytiť. Kamera vytvorí termogramy – tie poskytujú presný obraz, znázorňujúci mieru tepelnej energie vydávanú objektom. Meranie sa vykonáva väčšinou v ranných hodinách pri nízkych teplotách okolia, aby bol rozdiel teplôt na termovíznej snímke zreteľnejší.

Určenie tepelných mostov
Meranie sa uskutočnilo na vzorovom drevenom dome. Montovaná drevostavba bola zložená z dvoch buniek. Vo februári 2008 o 4:00 hod. sa zhotovili zábery domu termovíznou kamerou a snímky zo všetkých svetových strán. Termovíznou kamerou sa vytvorili termogramy, ktoré slúžia na určenie tepelných mostov pomocou rozloženia povrchových teplôt na exteriérovej strane plášťa objektu. Pomocou termogramov možno odhaliť chybne zrealizovaný detail, určitú časť v technológii výroby alebo nesprávnu montáž. Zvýšený únik tepla sa dá pozorovať najmä v mieste napojenia strešného plášťa na obvodový plášť.

Obr. 1: Juhozápadná strana vzorového domu	Obr. 2: Západná strana vzorového domu	Obr. 5: Severná strana vzorového domu

Výsledky meraní
Západná strana domu
Na výreze spodnej časti domu zo západnej strany bola zvýšená teplota v styku podlahy a obvodovej steny. Tento tepelný most sa zreteľne prejavil iba zo západnej strany. Pravdepodobnou príčinou je nedokonalá montáž styku podlahy a obvodovej steny alebo zväčšenie škáry tohto styku vplyvom pohybu techniky po stavenisku pri súčasnej rekonštrukcii okolia.

Obvodový plášť konštrukcie
Snímka znázorňuje rozloženie povrchových teplôt na exteriérovej strane obvodového plášťa. Na obvodovom plášti je viditeľný tepelný most, ktorý vznikol jeho nesprávnym konštrukčným riešením (vertikálny a horizontálny raster spôsobený pravdepodobne nosnými stĺpikmi konštrukcie).

Severná strana domu
Na severnej strane domu je viditeľný problém v napojení dvoch buniek, kde dochádza k tvorbe tepelného mosta. Dôvodom je nesprávne vykonaná montáž alebo nevhodne navrhnuté riešenie styku.

Východná strana domu
Viditeľný únik tepla otvorovými výplňami (okná, dvere) na východnej strane domu sa vzhľadom na použité konštrukcie považuje za bežný. Možno predpokladať, že pri použití kvalitnejších otvorových výplní by sa strata tepla mohla minimalizovať.

Juhozápadná strana domu
Z juhozápadnej strany domu je zhotovená terasa, pri ktorej je najväčší tepelný most v rohovom napojení. Predpokladá sa, že ide o chybu montáže alebo nevhodne vyriešený detail v technológii výroby.

Obr. 4: Snímka č. 1 – Pravá časť západnej strany	Obr. 6: Snímka č. 4 – Detail napojenia dvoch buniek
Obr. 7: Snímka č. 3 – Severná strana	Obr. 8: Snímka č. 5 – Východná strana

Výpočet tepelných strát pri vzorovom dome
Výpočet tepelného prechodu konštrukciou sa na porovnanie vykonal pre klasickú konštrukciu (skladba s dreveným stĺpikom) a novú konštrukciu (skladba bez dreveného stĺpika) podľa normy ČSN 73 0540 – časť 1, 2, 3, 4 Tepelná ochrana budov. Na výpočet tepelných strát sa použila norma ČSN 06 0210 Výpočet tepelných strát budov pri ústrednom vykurovaní. Pri výpočte sa zohľadňuje vetranie a čas využívania jednotlivých miestností. Na presnejšie zistenie tepelných prechodov sa použil výpočet v programe Excel.

V tab. 1 možno vidieť základné vstupné hodnoty jednotlivých stien a vo výstupných hodnotách je percentuálne vyjadrenie tepelných strát vo všetkých miestnostiach spolu. Obvodová stena má v klasickom prípade drevené stĺpiky a ako výplň sa pri obvodových stenách použil polystyrén a pri podlahe či strope minerálna vata.

Tab. 1 Súčiniteľ prechodu tepla konštrukciou a celková tepelná strata miestností

Tepelné straty vnútorných priečok
Na porovnanie sa počítala i skladba obvodových stien a vnútorných priečok vyrobených novou technológiou. Ide o panely obvodových a vnútorných stien, ktoré vo svojej skladbe nemajú žiadny drevený stĺpik. Sú zložené iba z polystyrénu a plášťa z OSB dosiek, ktorý ma výstužovú funkciu.

Z tabuľkových hodnôt vyplýva, že súčiniteľ prechodu tepla pri jednotlivých stenách, strope a podlahe vychádza pre novú konštrukciu výhodnejšie ako pre klasickú skladbu obvodového plášťa, ktorá nevyhovuje požadovanej hodnote súčiniteľa prechodu tepla (podľa normy ČSN 73 0540-2: 2005). Nová konštrukcia však spĺňa odporúčanú hodnotu tejto normy. Stavba s novou konštrukciou obvodového plášťa má menšie tepelné straty asi o 7,4 % v porovnaní so starou konštrukciou.

STN 730540-2:2002 „Tepelnotechnicke vlastnosti stavebných konštrukcií a budov, Tepelná ochrana budov Časť 2: Funkčné požiadavky“
Obe popisované konštrukcie vyhovujú odporúčaným hodnotám uvedených v STN 73 0540-2:2002. Táto norma odporúča hodnotu U (nové budovy), pre vonkajšie steny a šikmé strechy nad obytným priestorom so sklonom > 45° U ≤ 0,32 W/m²K (posudzované konštrukcie 0,29 a 0,17 W/m²K) a pre priečky medzi vnútornými priestormi s rozdielnou teplotou vnútorného vzduchu v oddelených priestoroch do 10 K  hodnotu U ≤ 1,50 W/m²K (posudzované konštrukcie 0,56 a 0,40 W/m²K).

Preto pri výbere medzi danými konštrukciami je výhodnejšie porovnanie celkovej tepelnej straty nakoľko je priama úmernosť medzi tepelnými stratami a množstvom energie vynaloženej na vykurovanie. Je zrejmé že konštrukcia z odbúraním tepelného mosta tvoreného celodreveným stĺpikom je z pohľadu energetickej hospodárnosti budovy výhodnejšia.

Ing. Hana Frydrychová
Foto: autorka

Autorka je absolventkou Mendelovej poľnohospodárskej a lesníckej univerzity v Brne v odbore Drevostavby a drevené prvky stavieb.

Recenzoval Ing. Roman Nôta, ktorý je doktorandom na Katedre nábytku a drevárskych výrobkov Drevárskej fakulty Technickej univerzity vo Zvolene.