Termografia w wykończeniach i budownictwie.

Termografia czyli pokazywanie temperatury obiektów na obrazie. Jakich obiektów? Na przykład drzew, ludzi, zwierząt no i budynków oczywiście. Zazwyczaj zimne obiekty pokazujemy zielono-niebieskie a ciepłe żółto-czerwone, żeby nie mylić naszej intuicji. 

Zanim dojdziemy do tego co mamy z tego pokazywania, warto zrozumieć jak to jest w ogóle możliwe?

Fale elektromagnetyczne, dla wielu mogą brzmieć dziwnie i budzić niepokój, ale zupełnie niepotrzebnie. Fale to przecież nasza codzienność! Są różne fale elektromagnetyczne. Jedne z tych fal to światło, dzięki nim widzimy wszystko, co nas otacza. Inne przekazują z internetu fotki do naszego telefonu jak przeglądamy facebooka. Jeszcze inne fale pokazują dentystom gdzie mamy dziury w zębach, zapewniają nam opaleniznę rodem ze słonecznego patrolu albo nadają nowy blask wczorajszej pizzy podczas krótkiego pobytu w mikrofalówce.

Takimi falami są również fale promieniowania podczerwonego. My tego nie widzimy, ale podczerwienią świeci wszystko, co nie jest całkowicie zamarznięte (-273℃🥶). Tak jak żarówka i słońce świecą zwykłym światłem, tak my świecimy podczerwienią. Jak coś jest ciepłe, to świeci więcej, a jak zimne to mniej, ale wszystko świeci. Nie widzimy tego, natomiast czasem możemy to poczuć.

Dzięki temu możliwa jest termografia. Tak jak nasz aparat w telefonie może uchwycić to co my widzimy, tak specjalna kamera termowizyjna może uchwycić promieniowanie podczerwone, którego my nie widzimy i pokazać nam na zdjęciu co jest ciepłe a co zimne. Czego więc można się z takich czerwono-niebieskich obrazków, inaczej termogramów dowiedzieć?

Różne skojarzenia można mieć z jesienią, ale w Polsce oprócz pięknych złotych liści i kasztanów każdy na pewno kojarzy to, że robi się zimno. Czasami powoli i stopniowo, czasami nagle i nieprzyjemnie. W końcu jednak zawsze robi się na tyle zimno, że chcemy mieć w domu cieplej niż jest na dworze. Wtedy odkręcamy kaloryfery lub uruchamiamy podłogówkę, czy rozpalamy w kominku, w piecu i tak dalej. Milutkie ciepełko, które zapewnia nam domowy komfort niestety nie całkiem stoi po naszej stronie. Otóż jak tylko wyczuje, że jest go więcej w środku niż na zewnątrz szuka każdego dostępnego sposobu na to, żeby wydostać się na zewnątrz. I wierzcie lub nie, zawsze mu się udaje. Czasem zrobi to szybciej, czasami wolniej, ale w końcu się wydostanie. Zmuszając nas do dalszego grzania i kolejnych wydatków.

Jak mu się to udaje? Ma supermoc przenikania przez ściany. Przez ściany, podłogi, przez stropy, okna i drzwi, właściwie to przez wszystko. Jak zatrzymać w domu coś co może przenikać przez ściany? Na nasze szczęście, nie przez wszystko może przenikać tak samo szybko. Na przykład stal jest dla ciepła swego rodzaju autostradą, przez stal ciepło porusza się bardzo szybko. Natomiast styropian to raczej dzikie bezdroża, przedostanie się przez niego jest dla ciepła bardzo trudne. Dla przykładu parę centymetrów styropianu to taka sama przeszkoda dla ciepła jak półmetrowy mur z betonu. Dlatego wszystkie zewnętrzne ściany budynków izolujemy styropianem lub innym materiałem o podobnych właściwościach. Im dokładniej tym wolniej ciepło będzie uciekać, nie ma wątpliwości, że wykorzysta ono każdy defekt izolacji, żeby uciekać szybciej.

Druga droga ucieczki to także wszelkie dziury w budynku, przez które przelatuje razem z  powietrzem. A więc na pewno wykorzysta wszystkie kominy wentylacyjne lub kratki w oknach. Ale także każdą nieszczelność okien i drzwi zewnętrznych. Takich może być zaskakująco dużo, zwłaszcza w starym budownictwie.

Po pierwsze wykonując zdjęcia termograficzne zarówno w środku jak i na zewnątrz możemy dobrze określić, które elementy budynku nie są wystarczająco dobrze zaizolowane i poprawić izolację, tak żeby ograniczyć ucieczkę ciepła. Zarówno w ścianach zewnętrznych jak i w dachu. Dodatkowo możemy zlokalizować tak zwane mostki cieplne, czyli słabo zaizolowane elementy z materiałów, którymi ciepło ucieka znacznie szybciej. Takimi mostkami mogą być na przykład stalowe elementy konstrukcyjne. Na zdjęciach zrobionych wewnątrz te wrażliwe obszary będą ciemniejsze (zimniejsze) niż reszta budynku, a na zewnętrznych odwrotnie jaśniejsze (cieplejsze). 

Co więcej, dzięki termografii możemy również zlokalizować nieszczelności stolarki okiennej i drzwiowej. Wynikających zarówno z niedokładnego montażu jak i z nieprecyzyjnie wykonanych lub zużytych uszczelek. Na wewnętrznych zdjęciach każde miejsce, którym powietrze może swobodnie przelecieć będzie zauważalnie ciemniejsze niż reszta okna czy drzwi. Często nawet przykładając rękę możemy poczuć powiew zimnego powietrza. Łatwo w ten sposób wskazać, wszystkie miejsca które wymagają poprawy obróbek stolarskich lub wymiany uszczelek.

Czy to zatem takie łatwe? Wystarczy kupić lub pożyczyć kamerę i wszystko jasne? Niestety nie do końca. Jak zwykle skomplikowana natura naszego świata, przygotowała nam parę zasadzek. Dlatego zanim je przedstawimy warto powiedzieć, że najlepiej jeśli termografię wykona doświadczony architekt lub inżynier budownictwa, ewentualnie osoba z doświadczeniem w tym temacie. Po pierwsze, osoba ta powinna wiedzieć jak poprawnie wykonać termogramy, po drugie, znając fizykę budowli i technologie budowania będzie ona umiała je odpowiednio zinterpretować. Nie zawsze jest taka możliwość, dlatego przedstawiamy najważniejsze trudności termoobrazowania.

Po pierwsze, należy zadbać o odpowiednio dużą różnicę temperatur pomiędzy ogrzewanymi pomieszczeniami, a powietrzem na zewnątrz. I to nie tylko w trakcie wykonywania zdjęcia, ale także co najmniej przez 30 minut przed. Jest to konieczne, żeby wszystkie miejsca były dobrze widoczne na termogramach.

Po drugie, trzeba wiedzieć, że niektóre materiały lubią łamać przedstawione wyżej zasady i świecą podczerwienią jeszcze mocniej niż wszystko inne o tej samej temperaturze. Z tego powodu na zdjęciach będą wyglądać jak cieplejsze mimo, że w istocie cieplejsze nie są. Takie materiały to przede wszystkim surowe nie malowane metale. Czyli na przykład goły kawałek profilu aluminiowego lub stalowego. Należy to uwzględnić zanim wskażemy mostek termiczny na zdjęciu.

Niespodziewanie mogą się także zachowywać plastik i szkło. Dla promieni podczerwonych szkło jest zupełnie nieprzezroczyste, przeciwnie jak dla światła widzialnego. Natomiast niektóre plastiki przepuszczają dobrze fale podczerwieni podczas gdy my nic przez nie nie zobaczymy. Mając tą wiedzę, czasami łatwiej rozpoznać co widać na termogramie.

Należy również wziąć pod uwagę pogodę. Nie można poprawnie zobrazować izolacyjności budynku jeśli ściany zewnętrzne są mokre po deszczu, lub od porannej rosy. Tak samo zakłamać obrazowanie może silny wiatr, mgła, deszcz i śnieg.

No i na koniec trzeba pamiętać, że światło podczerwone choć niewidoczne gołym okiem, może się odbijać od gładkich i błyszczących powierzchni tak samo jak światło widzialne w lustrze. Także przy wszystkich połyskliwych powierzchniach trzeba mieć na uwadze, czy cieplejsze plamy na zdjęciu nie są przypadkiem tylko odbiciem jakiegoś innego cieplejszego obiektu. Na przykład człowieka wykonującego zdjęcie.

Osobno warto wspomnieć o skali kolorystycznej obrazu. Nie koniecznie tak jest, że wszystko co ciemne i niebiesko-zielone to błąd w izolacji albo nieszczelność. To jaki kolor przyjmie dana temperatura zależy od przyjętej skali kolorystycznej. Nowe kamery, żeby nam ułatwić odczytanie termogramu zmieniają skalę kolorystyczną automatycznie do tego co jest na zdjęciu, trzeba o tym pamiętać i kierować się także wskazaniami temperatury a nie tylko koloru. Upraszczając, w ogrzewanym pomieszczeniu zimą temperatura wewnętrznych elementów nie powinna spadać poniżej 13 stopni.

Jest oczywiście więcej ciekawych zastosowań termografii w budownictwie. Jednym z takich zastosowań jest lokalizacja rur z ciepłą wodą w posadzkach i ścianach budynku. Jak weryfikacja ułożenia ogrzewania podłogowego i ewentualnych jego defektów. Dzięki temu, że mokre elementy są chłodniejsze niż suche, termografia również może pomóc w lokalizacji zalegającej wilgoci lub przecieków dachów. Termografia również może posłużyć do oceny stanu instalacji elektrycznych. Oczywiście termoobrazowanie ma także mnóstwo zastosowań w pozostałych dziedzinach życia jak medycyna, badania naukowe i wiele innych.