Jakiś czas temu Artur Panas zetknął się z reklamacją dotyczącą pracy pompy ciepła w murowanym, dwukondygnacyjnym domu o powierzchni 240 m2. Inwestor zmuszony był zapłacić aż 8 tysięcy złotych za cztery miesiące grzania!
Dlaczego termowizja?
– Irytacja klienta była spora i trudno się dziwić – stwierdza właściciel poznańskiej firmy Grasant. – Rzecz charakterystyczna, że w podobnych wypadkach obwiniane jest co do zasady urządzenie grzewcze i firma instalacyjna. W omawianym przypadku moi pracownicy wykonywali wszystkie prace związane z montażem pompy ciepła oraz dolnego źródła: kolektora poziomego. Instalacja grzewcza (ogrzewanie podłogowe i grzejnikowe – przyp. red.) zrealizowana została natomiast przez głównego wykonawcę, który wznosił omawiany dom na podstawie naszych wytycznych. „Grasant” był jedyną firmą zewnętrzną biorącą udział w procesie inwestycyjnym.
Pompa została zainstalowana w październiku, a w lutym kolejnego roku inwestor otrzymał rachunek za prąd. Jego kuriozalna wysokość sprawiła, że zaczęliśmy szukać przyczyny tej nieprawidłowości. Oczywiste było, że dzieje się coś niedobrego. Koszt eksploatacji za cały rok powinien opiewać na sumę około 3 tysięcy złotych. Podłączyliśmy ciepłomierz, aby sprawdzić współczynnik efektywności, zbadaliśmy dolne źródło oraz instalację grzewczą. Wszystko działało poprawnie. Zaproponowaliśmy więc inwestorowi szczegółowe zbadanie budynku.
Klient wybrał rzeczoznawcę z listy sądowej i prace ruszyły. Jednym z elementów oceny domu było badanie termowizyjne. Opinia była jednoznaczna. Dom został wzniesiony niezgodnie ze sztuką budowlaną oraz projektem! Dla nas najistotniejszym elementem było to, że termoizolacja na poddaszu okazała się fikcją. Zamiast przewidzianych 25 cm, położono tam zaledwie od 0 do 5 cm wełny mineralnej! To dlatego rachunki za ogrzewanie były tak wysokie. Z całej historii wyciągnąłem jeden ważny wniosek: kamera termowizyjna pozwala znaleźć przyczyny niewłaściwej pracy instalacji grzewczych. Niepoprawne wykonanie termoizolacji dachu lub ścian, wadliwe osadzenie okien i drzwi, nieprzemyślana praca instalatora regulującego przepływy w pętlach grzewczych...
Wszystko to skutkuje wzrostem rachunków za prąd zużywany przez urządzenie grzewcze. Problemem może być nawet nieprawidłowe położenie glazury na podłodze. W domu jednego z klientów zetknąłem się z następującym przypadkiem: w jednej z łazienek było zbyt zimno. Problem występował tylko w jednym pomieszczeniu o powierzchni około 20 m2. Po zlustrowaniu go kamerą termowizyjną okazało się, że płytki na ogrzewaniu podłogowym zostały ułożone na plackach zaprawy klejowej, nie zaś zgodnie ze sztuką na równej warstwie rozprowadzonej pacą zębatą. Niewłaściwa regulacja pętli grzewczych i powietrze znajdujące się pomiędzy posadzką a płytkami, działające jak izolator, skutkowały tym, że w łazience było zimno.
Termowizyjne badanie termoizolacji*Budynek murowany z bloczków z silikatu, ocieplonych styropianem. Dom znajduje się w IV strefie klimatycznej. Zdjęcie – termogram wykonano przy temperaturze zewnętrznej -12°C i wewnętrznej +17,4°C. Wilgotność wewnątrz domu – 48%. Na termogramie wykonanym wewnątrz pomieszczeń mieszkalnych widać wyraźnie miejsca łączenia bloczków i niską temperaturę ściany zewnętrznej oraz bardzo zimny narożnik. Świadczy to o tym, że izolacja styropianem o grubości 10 cm jest dalece niewystarczająca! Jeżeli ściana byłaby dobrze zaizolowana, to termogramy przedstawiałyby jednolitą kolorystycznie plamę.* Instalacje grzewcze współpracowały z pompami ciepła |
Co można sprawdzać?
Dzięki zastosowaniu kamery termowizyjnej można dowiedzieć się, czy instalacja grzewcza, wykonana w domu jednorodzinnym, pracuje zgodnie z założeniami. Można również stwierdzić, czy temperatury w pomieszczeniach osiągane są w sposób optymalny. Jeżeli, na przykład, w domu jest ułożonych 200 m2 ogrzewania podłogowego, warto sprawdzić, czy cała ta powierzchnia pracuje. Zdarza się bowiem, że niektóre pętle grzewcze działają w sposób wadliwy, a wówczas ich zadania muszą przejąć pozostałe. Oznacza to podniesienie parametrów temperaturowych na wyjściu z pompy ciepła i co za tym idzie wzrost wysokości rachunków za energię elektryczną.
– Przy użyciu kamery termowizyjnej można sprawdzić nie tylko prawidłową pracę ogrzewania podłogowego, ale również prawidłową pracę grzejników potocznie zwanych kaloryferami – podkreśla Artur Panas. – Bardzo łatwo jest stwierdzić, czy rozkład temperatur na powierzchni grzejnika jest zgodny z warunkami obliczeniowymi. Dobierając grzejnik do danego pomieszczenia, zakłada się, że zapewni on określony komfort cieplny, jeżeli temperatura zasilania będzie zgodna z założeniami.
Osiągnięcie właściwej mocy grzejnika jest bowiem możliwe tylko wówczas, gdy w określonym czasie przepływa przez niego ściśle określona ilość wody o odpowiedniej temperaturze. Jeżeli instalacja nie jest prawidłowo zrównoważona hydraulicznie i płynie w niej więcej lub mniej wody, niż założono, to grzejnik nie osiąga warunków obliczeniowych. A wówczas albo płacimy zbyt duże rachunki, albo jest nam zimno. Kamera termowizyjna jest bardzo wygodnym i praktycznym urządzeniem.
Nie ma innego, łatwego w obsłudze narzędzia, dzięki któremu pełny obraz stanu faktycznego otrzymuje się niemal natychmiast. Oprogramowanie do obróbki termogramów pozwala określić temperaturę każdego piksela obrazu! Badanie termometrem przylgowym daje tylko wynik punktowy, a używając pirometru, nie widzimy granic badanej powierzchni. W przypadku dużej płaszczyzny grzejnika podłogowego czy ściennego, przy tradycyjnej metodzie tych punktów powinno zmierzyć się kilkadziesiąt, a termogramów wykonamy jeden lub kilka.
Termowizyjne badanie ogrzewania podłogowego*Na pierwszym termogramie (a) wyraźnie widoczna jest pętla ogrzewania podłogowego, która pracuje nieprawidłowo. Zupełnie inaczej zachowuje się pętla po lewej stronie (niebieski element na zdjęciu to słup konstrukcyjny). Na kolejnym termogramie (b) można natomiast zaobserwować fragment ogrzewania podłogowego, w którym nie pracuje środek pętli. Zdjęcie (c) przedstawia prawidłowo działający grzejnik podłogowy. Zdjęcie (d) pokazuje rozdzielacz ogrzewania. Na termogramie widać, że dwie skrajne pętle z prawej strony nie pracują w sposób prawidłowy. | |||
* Instalacje grzewcze współpracowały z pompami ciepła |
Kiedy nie można badać?
Kamera termowizyjna nadaje się do przeprowadzania pomiarów zarówno wewnątrz budynków, jak i na zewnątrz. Jej prawidłowe użycie jest jednak obwarowane sporymi ograniczeniami. Aby dokonać pomiaru termowizyjnego, zwłaszcza zewnętrznych przegród budowlanych, należy wziąć pod uwagę sporo czynników.
– Tak naprawdę podczas sezonu grzewczego wcale nie ma zbyt wielu okresów, w których można wykonać badanie – stwierdza właściciel firmy „Grasant”. – Przede wszystkim musi być spełniony warunek różnicy temperatur pomiędzy wnętrzem budynku a jego otoczeniem. W zależności od jakości kamery termowizyjnej jest ona różna. Dla urządzeń wysokiej klasy wynosi ok. 12–15°C. Średnia klasa to jakieś 15–17°C, a najniższa nawet 25–30°C. Niezwykle istotne są warunki zewnętrzne.
Przede wszystkim nie może wiać silny wiatr! Idealnie, jeśli pogoda byłaby bezwietrzna. Do 3 m/s wyniki są miarodajne. Powyżej należy już wprowadzać znaczące współczynniki korekcyjne do wykonywanych pomiarów. Natomiast jeżeli prędkość wiatru przekroczy 9 m/s, badań nie należy przeprowadzać. Bardzo istotne jest również określenie kierunku wiatru. Ma to bowiem istotne znaczenie dla diagnostyki prawidłowego obrazu wychłodzenia badanej przegrody. Jeżeli wiatr wieje z zachodu, to ściana usytuowana po tej stronie świata będzie znacząco zimniejsza od „schowanej” wschodniej. Kolejny istotny czynnik to zachmurzenie.
Ważne jest, aby w dniu badania i najlepiej dzień wcześniej niebo było zachmurzone. Nie powinno się wykonywać badań przy rozgwieżdżonym niebie. Kamera „widzi” odbicie nieboskłonu jako bardzo zimne i wyniki nie są miarodajne. Oczywiście uzyskane termogramy dają pewien obraz wad budynku, ale jeśli zdjęcie ma służyć jako podstawa jakichkolwiek działań prawnych, to powinno być zaopatrzone w informację o warunkach w jakich było wykonane. Dużą przeszkodą dla wiarygodności pomiarów są opady deszczu i śniegu czy nasłonecznienie. Warunki idealne to szary dzień oraz niska podstawa chmur.
Zdjęcia kamerą należy wykonywać w taki sposób, aby mieć możliwość skierowania urządzenia pod kątem prostym do analizowanej powierzchni. Badania dachów spadzistych od strony zewnętrznej wykonane z poziomu gruntu dają wyniki zafałszowane. Aby otrzymać prawidłowe zdjęcie termowizyjne połaci, należy korzystać z podnośników koszowych. Oczywiście w czasie takiego badania na dachu nie powinien leżeć śnieg.
Trzeba również uwzględniać różną emisyjność materiałów budowlanych. Elementy wykonane z materiałów odbijających światło: szkliwione płytki podłogowe, elementy metalowe, szkło itp., dają zafałszowany obraz. Cokół obłożony szkliwionym klinkierem będzie wyglądał na zdjęciu termowizyjnym na znacznie cieplejszy, niż jest w rzeczywistości. Konsekwencją może być błędne wskazanie go jako miejsca ucieczki ciepła z budynku. Tymczasem mamy do czynienia wyłącznie z promieniowaniem odbitym! Przy wykonywaniu termogramów należy również zadbać o różnicę ciśnień pomiędzy wnętrzem budynku a otoczeniem.
Termowizyjne badanie grzejników*Na pierwszym termogramie (a) przedstawiono widok prawidłowo działającego grzejnika płytowego z podłączeniem dolnym. Na całej jego powierzchni temperatura rozkłada się równomiernie, o czym świadczy jednolity kolor. Przepływy w grzejniku są zatem ustawione prawidłowo.Kolejne zdjęcie (b) to grzejnik tego samego rodzaju z nieprawidłowym przepływem, a co za tym idzie z niewłaściwym rozkładem temperatur (wyraźnie widoczne są trzy kolory oznaczające różne temperatury w zakresie od 15 do 25°C). W dolnej części grzejnik jest znacznie chłodniejszy niż u góry i osiąga zaledwie 35% mocy obliczeniowej. Oznacza to, iż aby uzyskać wymaganą temperaturę w pomieszczeniu, należy podnieść temperaturę czynnika grzewczego, czyli w rezultacie zapłacić więcej za eksploatację pompy ciepła. Przyczyną takiego stanu może być brak prawidłowej regulacji przepływów hydraulicznych w układzie grzewczym. | |
* Instalacje grzewcze współpracowały z pompami ciepła |
Badanie termowizyjne 1 (okolice Obornik Wielkopolskich)
Parterowy budynek wzniesiony w technologii muru jednowarstwowego z Porothermu 44 ma powierzchnię około 200 m2. Wielospadowy dach pokryty jest dachówką ceramiczną i ocieplony wełną mineralną. Do ogrzania budynku zastosowano pompę ciepła Nibe Fighter 1240 o mocy 12 kW z kolektorem gruntowym pionowym. W budynku działa zarówno ogrzewanie podłogowe, jak i grzejnikowe. Dom jest położony w szczerym polu, a to naraża go na silne oddziaływanie wiatru.
- Wybór pompy ciepła do domu jednorodzinnego
- Pompa ciepła czy kocioł pelletowy?
- Hybrydowa pompa ciepła - wszystko, co musisz o niej wiedzieć
- Pompa ciepła do cwu i kocioł na pellet - jak sprawdzi się ten duet?
Dzięki badaniu termowizyjnemu okazało się, że największym błędem w konstrukcji budynku było zastosowanie nieodpowiednich nadproży. Na zdjęciach widać wyraźnie, że ściana z Porothermu 44 nie wykazuje błędów wykonawczych – termogramy wykonane zarówno wewnątrz budynku, jak i na zewnątrz nie ukazują miejsc łączenia pustaków.
Natomiast nadproża oraz cokół fundamentowy dosłownie świecą! W pierwszym przypadku jest to efekt zastosowania nadproży monolitycznych w murze ceramicznym. Zdecydowanie należało użyć takich, jakie w systemie zaleca producent Porothermu.
Na następnym zdjęciu (termogram 4) widać, że fundament budynku wykazuje dużą emisyjność ciepła. Są to ubytki rzeczywiste, gdyż nie jest on wyłożony materiałem odbijającym promieniowanie. Najprostszym rozwiązaniem byłoby obłożenie cokołu styropianem, ale... W przypadku tego konkretnego domu takie zapobieżenie ucieczce ciepła będzie trudne. Wykonawca wysunął bowiem ścianę budynku w stosunku do cokołu bardzo nieznacznie. Obłożenie fundamentu np. pięcioma centymetrami styropianu spowoduje zlicowanie się go z murem, a jeśli warstwa miałaby być naprawdę skuteczna (grubsza – przyp. red.), to powinna wystawać poza obrys ścian. To nie tylko wyglądałoby niezbyt estetycznie, ale mogłoby skutkować problemami z wilgocią i byłoby niezgodne ze sztuką budowlaną. Trzeba by zrobić obróbki blacharskie z okapnikiem.
(termogram 1) | (termogram 2) | (termogram 3) | (termogram 4) |
(termogram 5) |
Badanie termowizyjne 2 (okolice Gniezna)
Budynek jednorodzinny z nieużytkowym poddaszem ma powierzchnię 200 m2 i wzniesiony został w technologii muru jednowarstwowego z ceramiki poryzowanej grubości 44 cm. Wielospadowy dach pokryty jest dachówką ceramiczną i ocieplony 25 centymetrami wełny mineralnej. Dom ogrzewany jest pompą ciepła Nibe Fighter 1240 o mocy 10 kW, która współpracuje tylko z ogrzewaniem podłogowym.– Zdaniem inwestora koszty eksploatacyjne urządzenia grzewczego były zbyt wysokie – stwierdza Artur Panas. – Analiza termowizyjna wykazała, że przyczyną takiego stanu rzeczy są przede wszystkim fatalnie wykonane ściany zewnętrzne. Badanie prowadzono przy temperaturze otoczenia -4,5°C. Na pierwszym zdjęciu z tej inwestycji (termogram 6), zrobionym od wewnątrz, podobnie jak w pierwszym omawianym budynku widać „świecące” nadproże. Emituje ono bardzo dużo ciepła na zewnątrz. Jego temperatura w punkcie pomiarowym wynosi +10,8°C. Tymczasem powinna wynosić około 18°C. Tak wskazuje termogram porównawczy.
Jeżeli mur byłby dobrze wykonany, to różnica temperatur pomiędzy wzorcem a przegrodą nie powinna być większa niż 1 stopień. Im ta różnica ma wyższą wartość, tym gorzej. Czym jest wspomniany wcześnie termogram porównawczy? Jest to termowizyjne zdjęcie wybranej przegrody w domu, która nie ma kontaktu z powietrzem zewnętrznym, w tym wypadku była to ściana działowa.
Termogram 8 wykonano od zewnątrz (widoczne są na nim parametry panujące wewnątrz domu). Mimo temperatury powietrza -4,5°C, temperatura ściany w punkcie pomiarowym wynosi +1,2°C. Emisyjność przegrody jest więc naprawdę spora. Ściana dosłownie wypromieniowuje ciepło z domu na zewnątrz, co widać jeszcze lepiej na kolejnym zdjęciu (termogram 9).
(termogram 6) | (termogram 7) | (termogram 8) | (termogram 9) |
– Przy takich stratach rachunki za pracę pompy ciepła po prostu muszą być duże – podkreśla Artur Panas. – Wyraźnie widać, że o ile w pierwszym z omawianych domów ściana z ceramiki poryzowanej grubości 44 cm zatrzymywała ciepło, a problem tkwił jedynie w nadprożach, o tyle w przypadku domu z okolic Gniezna ściana z tego samego typu materiału zachowuje się zupełnie inaczej! Przyczyną jest wykonanie przegrody niezgodnie ze sztuką murarską. Jest to wina braku umiejętności ekipy murarskiej albo marnej jakości materiału.
W obu przypadkach odpowiedzialność spoczywa na wykonawcach lub... na samym inwestorze, gdy murarze poinformowali go o tym, że materiał nie jest pierwszego gatunku (np. krzywe zamki – przyp. red.) i nadaje się tylko na nieogrzewany garaż, a mimo wszystko otrzymali zlecenie, aby go użyć do budowy domu. Taka źle pojęta oszczędność lubi się mścić. Ściana jednowarstwowa nie toleruje błędów i fałszywych oszczędności. Uzyskanie niskich kosztów eksploatacji w przypadku omawianego budynku jest obecnie możliwe jedynie poprzez wykonanie dodatkowej i dobrej termoizolacji. Biorąc pod uwagę, jak dużo ciepła ucieka z tego domu, ma to duże ekonomiczne uzasadnienie.
Badanie termowizyjne 3 (Poznań)
(termogram 10) |
Budynek parterowy, murowany z Porothermu 25 ocieplono styropianem o grubości 15 cm. Cechą charakterystyczną tego domu jest duża ilość przeszkleń. Jednospadowy dach zaizolowano wełną mineralną o grubości 30 cm. Do ogrzania budynku wykorzystywana jest pompa ciepła Nibe Fighter 1150 o mocy 4–16 kW. Na termogramie numer 10 widać wyraźnie, że wysokiej jakości okno o doskonałych parametrach nie zostało prawidłowo osadzone. Pojawiają się bowiem charakterystyczne jęzory chłodu migrującego po ścianie w miejscu mostka termicznego.
Następny termogram numer 11 świadczy o tym, że również kolejne okno zamontowane jest niewłaściwie. Ciepło ucieka przy tak zwanym słupku, co może wskazywać na to, iż przy osadzaniu okna nie stosowano prostego i podstawowego narzędzia, jakim jest poziomnica! Skutkuje to niedoleganiem uszczelek, a w konsekwencji wychładzaniem domu.
Stałe przeszklenia w ogrodzie zimowym budynku również zamontowane są w sposób niedoskonały, o czym świadczy zdjęcie (termogram 12). Po lewej i prawej stronie termogramu uwidocznione są przegrody stałe, które całkiem nieźle utrzymują ciepło. Niestety miejsce połączenia przegród wykonane jest nieprawidłowo, co wyraźnie przedstawia termogram. Warto przy okazji zwrócić uwagę na równomierne rozłożenie temperatury w ogrzewaniu podłogowym pomieszczenia. Innym przykładem dobrego funkcjonowania grzejnika podłogowego jest termogram numer 13.
Kolejne zdjęcie (termogram 14) przedstawia połączenie zimnej ściany ze znacznie cieplejszym sufitem. Nie jest on jednak zaizolowany w sposób prawidłowy, gdyż poszczególne jego części mają różną temperaturę.
|
|
| |
(termogram 11) | (termogram 12) | (termogram 13) | (termogram 14) |
Badanie termowizyjne 4 (Białystok)
Piętrowy budynek o powierzchni 142 m2 został zbudowany około 5 lat temu z bloczków silikatowych grubości 24 cm i ocieplony 10 cm styropianu. Na połaci dachowej ułożono blachodachówkę. Brak jest jeszcze ocieplenia samego dachu w części nieużytkowej. Natomiast w stropie między poddaszem a strychem ułożona jest wełna mineralna grubości 20 cm. Do ogrzewania pomieszczeń wykorzystuje się grzejniki żeliwne – pierwotnie zamontowany kocioł elektryczny został zastąpiony pompą ciepła Nibe Fighter 1245 o mocy 8 kW.Na termogramie numer 15 widoczny jest budynek od zewnątrz. Jasna plama w środku zdjęcia to fragment basenu bez wody. Płytki ceramiczne, którymi jest wyłożony, odbijają promieniowanie, stwarzając fałszywe wrażenie, iż w miejscu tym panuje wysoka temperatura. Ogólny obraz termograficzny budynku wykonany z zewnątrz wydaje się niezły. Zastrzeżenia można mieć tak naprawdę do cokołu oraz okolic okien. Niestety zdjęcia wykonane wewnątrz nie wyglądały już tak optymistycznie. Na termogramie numer 16 wyraźnie widoczne są łączenia bloczków.
– Zwracam też uwagę na niską temperaturę powierzchni ściany – podkreśla Artur Panas. – Przyczyną jest zbyt cienka warstwa termoizolacji. Zastosowanie 10 cm styropianu w tej strefie klimatycznej okazało się wariantem zbyt optymistycznym. Na następnym termogramie (numer 17) widoczny jest niebieski jęzor chłodu. To belka konstrukcyjna tarasu. Można zinterpretować ten obraz jako błąd budowlany lub przyjąć, że inaczej się nie dało wykonać tego elementu, ale należy mieć świadomość, iż w miejscu tym budynek się wychładza.
(termogram 15) | (termogram 16) | (termogram 17) |
Bardzo ciekawy jest termogram (numer 18). Przedstawia on gniazdko elektryczne na ścianie zewnętrznej. Miejsce to jest dosyć chłodne. Zapewne dlatego, iż wykuto zbyt głęboki otwór. Można było również pomyśleć o przełożeniu gniazdka na sąsiednią ścianę wewnętrzną (po prawej). Dostęp do energii elektrycznej byłby taki sam, a nie pojawiłby się mostek termiczny.
Kolejne termogramy (numer 19 i 20) ukazują grzejniki żeliwne. Pierwszy z nich działa prawidłowo (równomierny rozkład temperatury), drugi nieprawidłowo (źle wyregulowany przepływ).
Ostatni termogram (numer 21) przedstawia łazienkę z bardzo silnym wychłodzeniem ściany. Przyczyną takiego stanu może być uszkodzenie konstrukcji budynku lub silne zawilgocenie spowodowane chociażby cieknącą rurką doprowadzającą wodę do spłuczki.
|
|
| |
(termogram 18) | (termogram 19) | (termogram 20) | (termogram 21) |
Marek Żelkowski