ČVUT FSV KTZB ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov Centrum pro diagnostiku a optimalizaci energetických systémů budov ANALÝZA VYBRANÝCH DETAILŮ STAVEBNÍ KONSTRUKCE OBVODOVÉHO PLÁŠTĚ STAVBY SUPERMARKETU GLOBUS V LIBERCI Výzkumná zpráva Leden 2012 - STRANA 1 z 15
Obsah 1. Identifikační údaje zakázky... 3 2. Úvod... 4 3. Podmínky a postupy měření... 5 3.1. Princip měření... 5 3.2. Použité měřicí zařízení... 6 4. VÝSLEDKY... 7 4.1. Místnost EDV 5... 7 4.2. Zasedací místnost... 9 4.3. Místnost údržby č. 6... 11 4.4. Venkovní pohled na plášť atria propagace... 12 4.5. Venkovní pohled na plášť atria zasedací místnosti... 14 5. Závěr... 14 - STRANA 2 z 15
1. IDENTIFIKAČNÍ ÚDAJE ZAKÁZKY Objednatel: NIERSBERGER INSTALACE, s.r.o. adresa: Tyršova 2075 256 01 Benešov u Prahy IČO: 64577252 DIČ: CZ64577252 zastoupena: Ing. Janem Dědíčkem společnost zapsaná v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl C, vložka 41515 Zhotovitel: České vysoké učení technické v Praze, Fakulta stavební adresa: Thákurova 7, 166 29 Praha 6 IČ: 6840770 DIČ: CZ68407700 odpovědný zástupce zhotovitele: Ing. Miroslav Vlasák, tajemník fakulty zmocněnec pro věcná jednání: prof. Ing. Karel Kabele, CSc. bankovní spojení : Komerční banka a.s., pobočka Praha 6 číslo účtu: 19-5504610227/0100 Živnostenské oprávnění: č.j.: ŽO/11315/2008/Rac/2 Úřadu městské části Praha 6 Zpracoval: prof. Ing. Karel Kabele, CSc. Ing. Daniel Adamovský, Ph.D. - STRANA 3 z 15
2. ÚVOD Tato zpráva je dokumentací výzkumné činnosti v oblasti analýzy tepelně technických vlastností obvodového pláště budovy. Cílem této studie je posouzení vytipovaných kritických míst z pohledu povrchového rozložení teplot. Předmětem zakázky byla výzkumná činnost dle 4 písm. g) Nařízení vlády č. 397/2009 Sb. zaměřená na: a) Posouzení technických nedostatků obvodového pláště vytipovaných uživatelem stavby. b) Zjištění rozložení povrchových teplot. c) Stanovení závěru a technických doporučení pro nápravu stavu. Předmětnou budovou byl objekt supermarketu společnosti Globus v Liberci nacházejícím se na adrese Sousedská 600, 460 11 Liberec XI - Růžodol I. - STRANA 4 z 15
3. PODMÍNKY A POSTUPY MĚŘENÍ Měření proběhlo 20. ledna 2012 v budově hypermarketu Globus v Liberci. Část měření proběhla ve vnitřním prostředí a část ve venkovním mezi 9 a 12 hodinou. Během šetření na místě byla teplota venkovního vzduchu od -1 do +1 C. Obloha byla rovnoměrně zatažená s občasným sněžením. Obr. 1 Situace hypermarketu Globus v Liberci Google maps 3.1. Princip měření Pro vyhodnocení byla použitá analýza metodou snímkování povrchu konstrukce v infračerveném spektru infračervené (IR) termografie. Měření tepelné infračervené radiace tvoří základ bezkontaktního měření teploty a infračervené (IR) termografie. Při sdílení tepla sáláním opouští povrch tělesa infračervená radiace, která se též nazývá radiační excitance. Ta se rozděluje do tří skupin, může být emitována z povrchu, odražená od povrchu nebo může procházet povrchem. Celková exicitance je rovna součtu těchto jednotlivých komponent. Ovšem teplota povrchu je závislá pouze na jedné komponentě a to na emitované. Pásmo infračerveného záření je v rozmezí vlnové délky 0.78 1000 mm. Termokamery využívají část infračerveného pásma záření tzv. atmosférického okna o vlnové délce 8-14 µm (alt. 3-5 µm), při kterém jsou minimální ztráty z absorpce atmosféry. Samotné prostředí ovlivňuje výsledky měření několika důležitými parametry. Nejdůležitějším parametrem je emisivita povrchu, dále teplota, vzdálenost mezi objektem a kamerou, relativní vlhkost a teplota okolního vzduchu. Emisivita povrchu je bezrozměrné číslo z intervalu 0,1, ve kterém lesklé zrcadlo, nebo dokonalý reflektor nabývají hodnoty 0 až po černé těleso, nebo dokonalý emitor nabývající - STRANA 5 z 15
hodnoty 1. Emisivita je podíl intenzity vyzařování šedého zářiče a vyzařování černého zářiče při stejné teplotě. Tedy je to míra schopnosti objektu vyzařovat tepelnou energii. Obecně emisivita závisí na typu materiálu zdroje a vlastnostech povrchu (mat, lesk), vlnové délce, teplotě zdroje a směru vyzařování. Šedá tělesa mají ve všech vlnových délkách emisivitu menší než 1 na rozdíl od černého, které má emisivitu ve všech vlnových délkách konstantní, rovnou 1. Většina zdrojů je selektivních, jejich emisivita je <1 a mění se pro různé vlnové délky. Většina organických, lakovaných nebo zoxidovaných povrchů má hodnoty emisivity blížící se 0,95. Neoxidující kovy vykazují téměř dokonalou nepropustnost a vysokou spektrální odrazivost, která se příliš nemění s vlnovou délkou. Emisivita kovů je nízká, a roste pouze s teplotou. Pro nekovy je naopak emisivita větší a klesá s teplotou. 3.2. Použité měřicí zařízení Použité termovizní zařízení byla termokamera Fluke Ti-40 doplněná o ruční senzor FTA 109 P (obr. 2). Předmětem byla měření ostění a okenních rámů, nikoliv zasklení, z tohoto důvodu byla emisivita povrchů stanovena 0,95 a zadána do termokamery. Tab. 1 Přehled parametrů použitého zařízení Termokamera Fluke Ti-40 Obr. 2 Termokamera a kontrolní ruční sensor Měřící rozsah Pásmo 1: -20 až 100 C Pásmo 2: -20 až 350 C Maximální odchylka ±2 C, nebo 2 % Ruční sensor FTA 109 P -50 až 500 C 0,3 K (při 0 až 100 C) - STRANA 6 z 15
ČVUT FSV KTZB 4. VÝSLEDKY V následující části zprávy jsou zobrazeny zpracované výsledky měření do podoby grafů termovizních snímků jednotlivých kritických míst. 4.1. Místnost EDV 5 Obr. 3 Styk rámu a nadpraží okna, vyplněné polyuretanovou pěnou - STRANA 7 z 15
ČVUT FSV KTZB Obr. 4 Levé ostění a nadpraží okna V místnosti nazvané EDV 5 bylo nalezené problematické místo v místě dotěsnění spáry rámu okna a nadpraží. Samotná spára výšky kolem 40 až 50 mm byla nerovnoměrně vyplněná PUR pěnou. Mezi pěnou a konstrukcí stěny jsou tenké spáry, kterými proudí chladný venkovní vzduch a ochlazuje povrch okolních konstrukcí. Na obr. 3 lze nalézt ochlazovaný pás na rozhraní polyuretanové pěny a rámu okna, jehož povrchové teploty se pohybují od 10 do 12 C. Tenkou spáru projevující se mírnou netěsností lze nalézt i na svislé styčné spáře, která je překrytá lištou. Lišta ovšem mírně nedoléhá a spárou proudí vzduch, který lze rozpoznat přiložením ruky k ostění. Povrchové teploty se pohybují mezi 13,5 až 15,5 C. Řešením je náprava provedení styčné spáry rámu okna a stěny, především v nadpraží okna nad podhledem. Vyplnění PUR pěnou není vhodné řešení, vhodnější bude použít pásu pevné tepelné izolace přesně osazené do spáry a oboustranně zalištované. - STRANA 8 z 15
4.2. Zasedací místnost Obr. 5 Levý roh nadpraží rámu okna - STRANA 9 z 15
Obr. 6 Spára nadpraží rámu okna (napravo od obr. 5) V zasedací místnosti bylo nalezené podobné problematické místo v místě dotěsnění spáry rámu okna a nadpraží jako v předchozí místnosti. Samotná spára výšky kolem 40 až 50 mm byla nerovnoměrně vyplněná PUR pěnou. Mezi pěnou a konstrukcí stěny byly nalezeny významné spáry, zejména v rozích, kde jimi lze prohlédnout do nezatepleného kastlíku žaluzií. Jimi volně proudí chladný venkovní vzduch a ochlazuje povrchy okolních konstrukcí. Na obr. 5 lze nalézt ochlazovaný bod v rohu nadpraží okna, jehož povrchové teploty se pohybují od 5 do 10 C. To jsou teploty blízké teplotě venkovního vzduchu. V průběžné vodorovné spáře jsou rovněž netěsnosti, které se projevují lokálním ochlazením povrchu konstrukce na teplotu mezi 14 až 15 C. Řešením je opět správné provedení styčné spáry rámu okna a stěny, především v nadpraží okna nad podhledem. Vyplnění PUR pěnou není vhodné řešení, vhodnější bude použít pásu pevné tepelné izolace přesně osazené do spáry a oboustranně zalištované. - STRANA 10 z 15
ČVUT FSV KTZB 4.3. Místnost údržby č. 6 Obr. 7 Levé ostění a spodní roh okna - STRANA 11 z 15
ČVUT FSV KTZB Obr. 8 Spára nadpraží rámu okna Na svislé styčné spáře okna lze nalézt významnou netěsnost (obr. 7). Samotná spára je pravděpodobně velmi špatně izolovaná, není provedená těsně včetně vnitřní krycí lišty. Spárou mezi svislou lištou a ostěním proudí vzduch, který lze rozpoznat přiložením ruky k ostění. Povrchové teploty jsou velmi nízké, v kritickém rohu u parapetu se pohybují mezi 10 až 12 C. V místnosti údržby se dále v nadpraží okna projevují tytéž obtíže s izolací spáry PUR pěnou, jako popsané u předchozích dvou místností (obr. 8). Řešením je opět správné provedení styčné spáry rámu okna a stěny, zde především ostění. Vyplnění PUR pěnou není vhodné řešení, vhodnější bude použít pásu pevné tepelné izolace přesně osazené do spáry a oboustranně zalištované. 4.4. Venkovní pohled na plášť atria propagace - STRANA 12 z 15
Obr. 9 Vnitřní roh ve styku obvodového pláště (pozn.: teploty je nutné brát jako orientační, neboť prosklené plochy mají jinou emisivitu, než rám a vzájemně se ovlivňují) Pohled z atria vedle oddělení propagace předkládá na obr. 9 detail rozložení teplot na vnitřním rohu obvodového pláště. Předmětné místo, které se lokálně vyznačuje vyšší povrchovou teplotou, je rám okenního křídla. Příčinou vyšších povrchových teplot může být nedoléhající křídlo, ačkoliv viditelná větší spára nebyla zjištěna. Případně mohou být poškozená vnitřní těsnění. Upřesnění vyžaduje bližší prohlídku tohoto místa. - STRANA 13 z 15
ČVUT FSV KTZB 4.5. Venkovní pohled na plášť atria zasedací místnosti Obr. 10 Obecný pohled na plášť v atriu sousedící se zasedací místností (pozn.: teploty je nutné brát jako orientační, neboť prosklené plochy mají jinou emisivitu, než rám) Poslední obrázek (obr. 10) zobrazuje obecný pohled na výsek pláště v atriu, který sousedí se zasedací místností. Rámy oken mají povrchovou teplotu kolem 4 C, nejnižší teplotu má kastlík žaluzií, který je předsazený před plášť. Rozložení povrchových teplot nenaznačuje žádné výjimečné místo. 5. ZÁVĚR Z místního šetření a vyhodnocení pořízených termovizních snímků vyplývají lokální nedostatky v provedení styčné spáry výplní otvorů a stěny. Na výše popsaných místech byl - STRANA 14 z 15
zjištěn společný problém, styčná spára je v nadpraží vysoká v rozmezí 40 až 50 mm a je zcela nevhodně vyplněná PUR pěnou. Pěna nedoléhá k povrchu stěny a mezi ní a stěnou vznikají spáry a otvory, kterými proudí venkovní vzduch. Obdobné problémy se projevují na ostění oken místností EDV5 a údržby č. 6, kde se netěsnosti svislé spáry projevují proudícím venkovním vzduchem a velmi nízkými povrchovými teplotami konstrukce. Náprava je zřejmá, především je nutné provést revizi řešení izolace styčné spáry nadpraží okna. Pro stanovení postupu dotěsnění svislých spár, bude nutné je odkrýt. Můžeme odhadovat, že problém je obdobný situaci v nadpraží. - STRANA 15 z 15