opinia techniczna

OPINIA TECHNICZNA
OT VI / 2009
„OCENA STANU OCHRONY CIEPLNEJ ŚCIAN ZEWNĘTRZNYCH
W BUDYNKU PRZEDSZKOLNYM ZLOKALIZOWANYM
W ŁAZISKACH GÓRNYCH PRZY UL. WYSZYŃSKIEGO 27,
NA PODSTAWIE BADAŃ TERMOWIZYJNYCH.”
Zleceniodawca:
Urząd Miejski
ul. Plac Ratuszowy 1
43-170 Łaziska Górne
Autorzy opracowania
dr inŜ. Tomasz Steidl
dr inŜ. Paweł Krause
Mikołów, czerwiec 2009 r.
P.P.U.H. STEKRA s.c.
43-190 Mikołów
ul. Okrzei 25
NIP 635-165-45-52
REGON 277674028
tel/fax +48 32 2265731;
mobile +48 601189225
mobile +48 601189673
e-mail [email protected]
www.stekra.pl
OPINIA TECHNICZNA
str. 2
SPIS TREŚCI
1. PODSTAWY OPRACOWANIA .............................................................................. 3
2. PRZEDMIOT OPRACOWANIA.............................................................................. 3
3. CEL I ZAKRES OPRACOWANIA .......................................................................... 3
4. CHARAKTERYSTYKA BUDYNKU ....................................................................... 3
5. BADANIA MAKROSKOPOWE.............................................................................. 4
6. WYMAGANIA NORMATYWNE ............................................................................. 5
7. TERMOWIZJA - METODYKA BADAŃ .................................................................. 6
8. METODYKA BADAŃ ............................................................................................. 8
9. DOKUMENTACJA TERMOGRAFICZNA .............................................................. 9
10. ANALIZA WYNIKÓW BADAŃ............................................................................. 9
11. WNIOSKI............................................................................................................ 10
ZAŁĄCZNIK NR 1. Termogramy
ZAŁĄCZNIK NR 2. Uprawnienia zawodowe
OPINIA TECHNICZNA
str. 3
1. PODSTAWY OPRACOWANI A
1.1. Zlecenie Urzędu Miasta, ul. Plac Ratuszowy 1, 43 -170 Łaziska Górne.
1.2. Badania termowizyjne przeprowadzone na obiekcie w kwietniu 2009 r.
1.3. Literatura fachowa, normy.
1.4. Opracowania własne.
2. PRZEDMIOT OPRACOWANI A
Przedmiotem opracowania jest budynek szkolny zlokalizowany w Łaziskach Górnych
przy ul. Wyszyńskiego 27.
3. CEL I ZAKRES OPRACOWANI A
Opracowanie ma na celu ocenę stanu ochrony cieplnej ścian zewnętrznych
w oparciu o badania termowizyjne. Tak przyjętemu celowi pracy podporządkowano
zakres obejmujący:
• rozpoznanie rozkładu pól temperatur na powierzchni otynkowanych ścian
zewnętrznych za pomocą kamery termowizyjnej,
• ocenę stanu ochrony cieplnej ww. ścian zewnętrznych,
• analizę stanu istniejącego,
• wnioski.
4. CHARAKTE RYSTYKA BUDYNKU
Opis
techniczny
ścian
zewnętrznych
w
budynku,
dla
potrzeb
niniejszego
opracowania przeprowadzono na podstawie wizji lokalnych dokonanych w miesiącu
kwietniu 2009 r. oraz informacji uzyskanych od Zleceniodawcy. Przedmiotowy obiekt
jest budynkiem przedszkolnym, dwukondygnacyjnym, częściowo podpiwniczonym,
wykonanym w technologii tradycyjnej.
OPINIA TECHNICZNA
str. 4
Rys. nr 1. Widok ogólny przedmiotowego budynku.
4.1. Ściany zewnętrzne
Przedmiotowy budynek dotychczas nie został poddany termomodernizacji.
Ściany kondygnacji nadziemnych wykonano z drobnowymiarowych elementów
o grubości:
- ściany zewnętrzne szczytowe nośne z
bloczków PGS, całkowita gr. 38,0cm,
- ściany zewnętrzne samonośne, z bloczków PGS, całkowita gr. 38,0cm,
- ściany wewnętrzne nośne jednowarstwowe ceramiczne, gr. 24,0 oraz 40,0cm,
- ścianki działowe ceramiczne na gr. 15cm,
4.1. Stropodach
Stropodach z odwodnieniem zewnętrznym, gdzie warstwami nośnymi są belki
stropowe, gr. 12x18 cm, wełna mineralna 10,0cm warstwami wykończeniowymi: od
góry folia PE oraz płyty gips.-karton. od dołu.
OPINIA TECHNICZNA
str. 5
5. BADANI A MAKROSKOPOWE
Badania makroskopowe, pod kątem stwierdzenia aktualnego stanu ochrony cieplnej
ścian zewnętrznych wykonano w miesiącu kwietniu 2009 r.
Zakres badań obejmował:
1) Pomiary temperatury powietrza zewnętrznego
2) Przeprowadzenie badań za pomocą kamery termowizyjnej
3) Wykonanie dokumentacji termograficznej
4) Wykonanie dokumentacji fotograficznej
6. WYM AG ANIA NORM ATYWNE
Wymagania normatywne związane z oszczędnością energii i izolacyjnością cieplną
znajdują się w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w
sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich
usytuowanie (Dz. U. Nr 75, poz. 690).
Wymagania dla budynków uŜyteczności publicznej – w czasie realizacji
dokumentacji projektowej:
Budynek i jego instalacje ogrzewcze, wentylacyjne i klimatyzacyjne powinny być
zaprojektowane i wykonane w taki sposób, aby ilość energii cieplnej, potrzebnej do
uŜytkowania budynku zgodnie z jego przeznaczeniem, moŜna było utrzymać na
racjonalnie niskim poziomie.
Dla budynku szkolnego – uŜyteczności publicznej wymagania te uznaje się za
spełnione, jeŜeli przegrody zewnętrzne budynku oraz technika instalacyjna
odpowiadają
wymaganiom
przebudowywanego
izolacyjności
dopuszcza
się
cieplnej,
zwiększenie
przy
czym
średniego
dla
budynku
współczynnika
przenikania ciepła osłony budynku o nie więcej niŜ 15% w porównaniu z budynkiem
nowym o takiej samej geometrii i sposobie uŜytkowania lub wartość wskaźnika EP
[kWh/m2rok], określającego roczne zapotrzebowanie na nieodnawialną energię
pierwotną do ogrzewania, wentylacji i chodzenia oraz przygotowania ciepłej wody
OPINIA TECHNICZNA
str. 6
uŜytkowej i oświetlenia wbudowanego jest mniejsza od wartości granicznej a takŜe
jeŜeli przegrody zewnętrzne budynku odpowiadają przynajmniej wymaganiom
izolacyjności cieplnej niezbędnej dla zabezpieczenia przed kondensacją pary
wodnej, przy czym dla budynku przebudowywanego dopuszcza się zwiększenie
wskaźnika EP o nie więcej niŜ 15% w porównaniu z budynkiem nowym o takiej samej
geometrii i sposobie uŜytkowania.
EP HC+ W+ L = EP H+ W + (10+60Aw,e/A f) (1 - 0,2A/V e) A f, C/A f kWh/(m2 rok)
gdzie:
A
w, e
- jest sumą pól powierzchni wszystkich ścian zewnętrznych (wraz z oknami
i drzwiami balkonowymi), dachów i stropodachów, podłóg na gruncie lub stropów nad
piwnicą nieogrzewaną, stropów nad przejazdami, oddzielających część ogrzewaną
budynku od powietrza zewnętrznego, gruntu i przyległych nieogrzewanych
pomieszczeń, liczoną po obrysie zewnętrznym,
A f, C – powierzchnia uŜytkowa chłodzona budynku (lokalu)
EP
w
– dodatek na jednostkowe zapotrzebowanie n nieodnawialną energię pierwotną
do przygotowania ciepłej wody uŜytkowej w ciągu roku,
V
e
- jest kubaturą netto ogrzewanej części budynku obliczaną jako kubatura brutto
budynku pomniejszona o kubaturę wydzielonych klatek schodowych, szybów
dźwigowych, a takŜe zewnętrznych, niezamkniętych ze wszystkich stron części
budynku, takich jak: podcienia, balkony, tarasy, loggie i galerie.
Wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynku
zamieszkania zbiorowego i budynku uŜyteczności publicznej E oblicza się zgodnie z
Polską Normą dotyczącą obliczania sezonowego zapotrzebowania na ciepło do
ogrzewania budynków.
7. TERMOWIZJA - METODYKA BADAŃ
W celu określenia stanu ochrony cieplnej budynku przeprowadzono badania
termowizyjne, przedstawiające wizualizację róŜnic temperatury na badanych
powierzchniach przegród zewnętrznych. Badania termowizyjne przeprowadzono
w miesiącu kwietniu 2009 r.
OPINIA TECHNICZNA
str. 7
Badania rozkładu temperatur przeprowadzono metodą termograficzną za pomocą
urządzenia termowizyjnego typu ThermaCAM firmy FLIR, składającego się z kamery
termowizyjnej oraz monitora.
Rys. nr 2. Kamera termowizyjna typu Flir B200 Western
Urządzenie termowizyjne.
Urządzenie termowizyjne umoŜliwia wizualizację pola temperaturowego na badanej
powierzchni w postaci obrazu cieplnego – termogramu.
Dane znamionowe :
Zakres pomiaru temperatury
od –20 0C do 1200 0C
Kąt widzenia kamery
(w zaleŜności od zastosowanego obiektywu)
250 x 190
Termiczna zdolność rozdzielcza (przy 30 oC)
0,05 K
Przestrzenna zdolność rozdzielcza
1,36 mrad
Przedział widmowej czułości
7,5 – 13 µm.
Liczba punktów na linii
ok. 175
Pomiar temperatury.
Badania temperatury powietrza w budynkach przeprowadzono za pomocą zestawu
badawczego GANN HTR 300 z sondą OT 100 do pomiarów temperatury powietrza
w systemie ciągłym - próbkowanie co 0,1 s. Zakres pomiaru temperatury urządzenia
od
–10
0
C do 90
0
C. Pomiar temperatury zewnętrznej powietrza realizowano
przy uŜyciu zestawu badawczego GANN HTR 300 z sondą do pomiaru temperatury
powietrza w systemie ciągłym. Jako wartości miarodajne podano wartości średnie
mierzone na wysokości ok. 1,50 m nad poziomem terenu.
OPINIA TECHNICZNA
W
trakcie
prowadzenia
badań
wykonano
str. 8
pomiary
temperatur
powietrza
zewnętrznego przed rozpoczęciem i w trakcie badań oraz pomiar temperatury
powietrza wewnątrz budynku.
Data pomiaru
23. 04. 2009r
Temperatura otoczenia zewnętrzna
4,0 OC ÷ 5 OC
Temperatura wewnątrz budynku
20,0 OC ± 4 OC
Pomiary termowizyjne wykonano przy róŜnicy temperatur
23 K ÷ 35 K.
Dla emisyjności badanej powierzchni przyjęto średnią wartość 0,92. Rozkłady
temperatur na badanej powierzchni badano wizualnie a następnie istotne obrazy
cieplne zostały zapisywane bezpośrednio z ekranu monitora oraz zarejestrowane
dalszej
analizy
ilościowej
ze
wspomaganiem
komputerowym.
Badania
przeprowadzono zgodnie z normatywami. Podczas prowadzenia badań panowała
bezwietrzna pogoda (prędkość wiatru poniŜej 1m/s).
8. METODYKA BAD AŃ
Badania termowizyjne przeprowadzono w miesiącu kwietniu 2009 r. W wyniku
przeprowadzonych badań uzyskano obrazy przedstawiające wizualizację róŜnic
temperatur na badanych powierzchniach przegród zewnętrznych. Badania zostały
przeprowadzone od strony zewnętrznej. Energia promieniowania cieplnego emitowana
z powierzchni ciała jest funkcją temperatury powierzchni tego ciała. Strumień ciepła
przepływający przez przegrodę napotyka na określony opór cieplny warstwy
termoizolacyjnej. Zmienne własności warstwy termoizolacyjnej w przegrodzie dają
zróŜnicowany rozkład temperatur na powierzchni przegrody, co w konsekwencji
wpływa na zmienny charakter emisji promieniowania podczerwonego. Energia ta
przekształcana jest w kamerze termowizyjnej na impulsy elektryczne, tworzące na
ekranie monitora obraz termiczny badanej powierzchni, pozwalając wnioskować
o jakości termoizolacyjnej przegrody. Analiza wyników badań polega na wyodrębnieniu
miejsc o róŜnym stopniu jasności obrazu, co odpowiada zmiennej izolacyjności
termicznej
przegrody.
Urządzenie
termowizyjne
umoŜliwia
wizualizację
pola
temperaturowego na badanej powierzchni we postaci obrazu cieplnego – termogramu.
OPINIA TECHNICZNA
str. 9
9. DOKUMENTACJ A TERMOGRAFICZNA
Wyniki badań przedstawiono na załączonych termogramach barwnych (ilościowych)
- Załącznik nr 1. Dla ułatwienia identyfikacji obrazy termowizyjne zestawione są
z fotografią miejsca wykonania – jak na rys. nr 3.
Termogramy barwne przedstawiają rozkłady ilościowe temperatur w postaci
barwnych izoterm, z których kaŜda przedstawia pewien przedział temperatury,
podany po prawej stronie wydruku w skali barw. Na termogramach podano wartości
temperatury
w kilku
wybranych
punktach,
zaznaczonych
na
odpowiednich
termogramach krzyŜykiem i cyfrą. Na termogramach wyodrębniono obszary
odpowiadające charakterystycznym rozkładom temperatur na przegrodach tj. AR01,
Dla tak oznaczonych obszarów wyznaczono wartości :
•
ekstremalne, tj. minimalne i maksymalne wartości temperatur
•
statystyczne, tj. średnie waŜone wartości temperatury
Rys. nr 3. Układ termogramu - termogram ilościowy.
10. AN ALIZA WYNIKÓW BADAŃ
10.1. Ogólne zasady diagnostyki termowizyjnej
Zasada diagnozowania izolacyjności przegród budowlanych polega na:
- określeniu rzeczywistego rozkładu temperatury na badanej powierzchni przegrody,
-
ustaleniu czy rozkład temperatury jest prawidłowy, czy teŜ identyfikuje anomalie
termiczne w postaci naroŜy płaskich i przestrzennych lub anomalie związane
OPINIA TECHNICZNA
str. 10
z konstrukcją przegród (np. w postaci łączników mechanicznych, złączy),
zawilgoceniem wewnętrznych lub zewnętrznych fragmentów powierzchni przegród
związanych z eksploatacją pomieszczeń,
- ocenie rodzaju i zakresu defektów termicznych,
Prawidłowość badanych rozkładów temperatury na powierzchniach przegrody moŜna
określić na podstawie:
- porównaniu termogramu uzyskanego z badań z termogramem uznanym za
wzorcowy, uzyskanym z badań dla identycznej przegrody w podobnych
warunkach badawczych,
- porównaniu termogramu z przewidywanym rozkładem temperatury uzyskanym
innymi metodami np. metodami obliczeniowymi,
Anomalie termiczne nie dające się wytłumaczyć na podstawie analizy geometrycznej,
analizy konstrukcji lub innych czynników mogących wpłynąć na wynik pomiaru,
naleŜy traktować jako odchylenie od wymogów projektowych zgodnych ze sztuką
budowlaną – defekty.
10.2. Analiza jednorodności izolacyjności termicznej przegród ściennych
Maksymalna róŜnica temperatury na powierzchniach pełnych wynosi ∆Tmax = 1,2K.
Występują mostki termiczne liniowe na naroŜach ścian zewnętrznych, (Termogram 4)
połączeniach ściany zewnętrznej (Termogram 6) oraz stropodachu (Termogram 8,
9), stolarki i ślusarki okiennej i drzwiowej (Termogram 2, 3)
11. WNIOSKI
Na podstawie przeprowadzonych badań oraz po analizie termogramów moŜna
przedstawić następujące wnioski:
- badania termowizyjne potwierdziły znaczne straty ciepła przez przegrody
zewnętrzne uwidocznione na termogramach,
OPINIA TECHNICZNA
str. 11
- zdiagnozowano liniowe mostki termiczne w okolicach stolarki i ślusarki okiennej
i drzwiowej, ściana przyziemia i ściany zewnętrzne, dach, strefa wejściowa
(galeria – płyta balkonowa),
- zaleca się wykonać ocieplenie przegród zewnętrznych eliminując przedstawione
mostki termiczne,
12. ZALECENIA
W celu kontroli jakości prac termomodernizacyjnych zaleca się wykonanie badań
termowizyjnych przez wyspecjalizowaną, niezaleŜną od wykonawcy prac firmę.