Permanentní elektronické kontrolní a monitorovací systémy izolačních systémů - PEKAMSIS

Úvod

Jednoho dne jsem byl konfrontován s vědeckým přístupem k hledání netěsností ve fóliových izolacích. Pod hydroizolaci byl pumpován „signální plyn“, jehož prostup přes hydroizolaci měl být identifikací netěsností. Jednalo se o terasu cca 100 m2, s tím, že do ní strašlivě zatékalo. Pumpovali, chodili a nic moc z nich nevylezlo a díry se neidentifikovaly. Nakonec z nich vypadlo, že asi nic nezjistí, protože jim plyn uniknul po obvodě fólie, zejména u atiky, které nebyla fólie plnynotěsně napojena na podklad. Současně jsem byl konfrontován s faktem, pasivní bilance zkondenzované a vypřené vodní páry a dalšími skutečnostmi z oblasti stavební fyziky. Výsledkem je tento systém, který by měl konfrontovat teoretické podklady se skutečností.

Jedním z mnoha problémů, které tímto způsobem řešíme je identifikace stavu tepelné izolace po jejím promočení, tedy popsání a změření principu vysychání tepelných izolací, ale i dalších stavebních materiálů a konstrukcí. Dalším významným problémem, kterým se zabýváme, je měření účinnosti větracích komínků. Zde jsme samozřejmě identifikovali negativní vliv komínků na stavební konstrukce zimních a přechodových obdobích.

Principem celého systému PEKAMSIS jsou duální čidla vlhko/teplo, zabudovaná do izolačního systému takovým způsobem, aby byly schopny monitorovat a kontrolovat jeho funkčnost. Vzhledem k tomu, že jednotlivá čidla jsou pozicionována, umožňují i přesnou lokalizaci vlhkostních nebo teplotních anomálií včetně možnosti lokálních oprav izolačních systémů. Samozřejmě se jedná o dlouhodobý monitoring, kde je nutné jednotlivé výsledky velmi pozorně interpretovat i s ohledem na konkrétní klimatickou situaci a další skutečnosti, které mají vliv na změřené výsledky.

o1.png
Obr. č. 1 – Letecký pohled na předmětný střešní plášť s označením zkoumané plochy

Výstupy z čidel jsou digitálně zaznamenávány a transferovány na paměťové medium, prostřednictvím WI-FI, případně pomocí mobilního telefonu. Vyhodnocením záznamu je možné identifikovat aktuální stav izolačního systému, v kontextu průběžného měření je možné identifikovat trendy vývoje funkčnosti izolačního systému.

Systémy PEKAMSIS jsou ve dvou variantách a to:
  • Varianta – funguje/nefunguje, tj. indikace problémů spojená s lokalizací, bez jakékoliv kvantifikace daného problému.
  • Varianta – kvantitativní umožňuje zjišťované hodnoty měření – vlhkost/teplotu kvantifikovat a určit limity pro funkčnost/nefunkčnost. 
Systémy PEKAMSIS se zabudovávají pro permanentní monitorovací systém přímo do izolačních systémů, kde vykonávají monitorovací nebo měřící funkci.

Příklady použití

  1. Ploché střechy
    • Kontrola vodotěsnosti. Do izolačního systému – nad parotěsnou zábranu se zabuduje síť čidel, která monitoruje zateklou vodu. V případě zatečení informují vnějším výstupem o závadné stavu – výstup může být světelný, ale i i digitální a další podle individuální volby
    • Monitoring vlhkostních a teplotních vlastností střešních plášťů
    • Monitoring vysychání stavebních konstrukcí
  2. Spodní stavby
    • Zabudování čidel umožňuje monitorovat bezvadnost izolačního systému – kontroluje a určuje pozici případného zatékání
Tento systém umí prakticky kompletní kontroling vodotěsných a tepelných izolací v rámci stavebnictví a izolačních systémů – střech, fasád, spodních staveb, ale i v případě inženýrských děl a to se zahrnutím všech nepřesností, které jsou součástí standardního stavebnictví. Systém pracuje s aktuální situací, konkrétní k danému času a dané konstrukci. Zobecnění výsledků je velmi složité a je nutné při intepretaci výsledků být velmi opatrný. Lze formulovat tendence, lze formulovat principy, ale přesnosti měření jsou poplatné technickému stavu, který je v současné době k dispozici. Ve srovnání s dobou, kdy takováto měření byla uskutečnitelná jen velmi komplikovaně, máme nyní obrovskou výhodu možnosti aplikace tohoto systému v relativně akceptovatelných finančních nákladech. Samozřejmě při vhodném použití – např. kontrola rekonstruovaných střech, je možné očekávat i ekonomické výhody tohoto systému.

V rámci společnosti A.W.A.L.nejsem jediný, který se tímto zabývá. Konkrétními akce a aplikace připravuje pan Ing. Michal Šida, Ph.D., Vlastní výroba systémů a jejich oživování řeší pan Bc. Jindřich Šeda a jejich osazení na stavbu mají na starosti naši políři pánové Václav Bína a Přemysl Rut. Společně s panem ing. Ivanem Misarem, Ph.D. se snažíme, aby tento systém byl po všech stránkách přínosem ke zkvalitnění našeho stavebnictví s přesahem do oblasti teorie.

o2.png
Obr. č. 2 – Komponenty měřícího systémy – sondy, časovač, procesor záznamové zařízení a další, která jsou nutná k měření sledovaných veličin

Základní přístrojové vybavení - jedná se o jednoúčelový počítač vybavený měřicími čidly.

o3.png
Obr. č. 3 – Celková měřící sestava (počítač) s výjimkou sond, které jsou připojeny přes konektory na pravé straně obrázku

o4.png
Obr. č. 4 – Měřící soustava před definitivním zabudováním

o5.png
Obr. č. 5 – Definitivní zabudování měřící soustavby

Měření (kontrolního) průběhu vlhkosti plochého střešního pláště


Měření průběhu vlhkosti bylo provedeno pomocí monitorovacího systému s teplotními a vlhkostními čidly, který byl instalován formou 4 měřících skupin. Každá měřicí skupina měla tři podskupiny. Podskupiny byly instalovány v různých polohách. Jedna v místě ocelového profilu (korýtka), druhá mimo ocelového profilu a třetí v místě dřevěného hranolu. Pro dvě podskupiny každé měřící skupiny byly nainstalovány 4 čidla v polohách podle schématu rozmístění čidel. Pro třetí podskupinu, v místě dřevěného hranolu, byla nainstalována pouze 3 čidla, viz schéma rozmístění čidel. Jedna z měřících skupin měla jedno exteriérové a interiérové čidlo.

o6.png
Obr. č. 6 - Schéma rozmístění čidel (zdroj: výrobce Dart panelů)

o7.png
Obr. č. 7 - Půdorys rozmístění měřících soustav

Měření probíhalo od prosince 2014 do září 2015. V průběhu měření, soustava č. 1 (sonda č. 1) přestala správně zaznamenávat data, kvůli technickým problémům a byla zrušena. Měřící soustava č. 2, 3, 4 měřila po celé období. Data byly z měřících soustav stahovány jednou týdně a zasílána zpracovateli vyhodnocení (A.W.A.L. s.r.o.). Neúplnost dat v některých týdnech byla způsobena vícerými faktory (technické potíže, součinnost objednatele), ale neovlivnila celkový výsledek měření.

Vyhodnocení měření Naměřená data byla vyhodnocována po jednotlivých týdnech. Vyhodnocena byla data v období od 15.12.2014 do 04.09.2015. Výstupem byly grafy průběhů teplot a relativních a absolutních vlhkostí (Obr. 8. - Obr. 14). Hodnoty absolutních vlhkostí pro jednotlivé týdny byly pak zprůměrovány (Obr. 4.). Do průměru absolutních vlhkostí nebyly započítané hodnoty naměřeny exteriérovými a interiérovými čidly, aby byl objektivně zhodnocen průběh vlhkostí ve skladbě střešního pláště.

Tab. 1 Hodnoty průměrných absolutních vlhkostí Hodnoty průměrných absolutních vlhkostí
t1.png

o8.png
Obr. č. 8 - Průběh průměrných absolutních vlhkostí v období od 15.12.2014 do 04.09.2015

o9.png
Obr. č. 9 - Průběh teplot [°C] v období od 18.12.2014 do 25.12.2015

o10.png
Obr. č. 10 - Průběh relativních vlhkostí [%] v období od 18.12.2014 do 25.12.2015

o11.png
Obr. č. 11 - Průběh absolutních vlhkostí [g/m3] v období od 18.12.2014 do 25.12.2015

o12.png
Obr. č. 12 - Průběh teplot [°C] v období od 28.05.2015 do 04.06.2015

o13.png
Obr. č. 13 - Průběh relativních vlhkostí [%] v období od 28.05.2015 do 04.06.2015

o14.png
Obr. č. 14 - Průběh absolutních vlhkostí [g/m3] v období od 28.05.2015 do 04.06.2015

Hodnoty zprůměrovaných absolutních vlhkostí se v zimním období (prosinec – březen) pohybovaly v rozmezí 4 – 7 g/m3. Koncem dubna tyto hodnoty mírně vzrostly. V druhé polovině období měření se hodnoty zprůměrovaných absolutních vlhkostí pohybovali v rozmezí 8 – 13 g/m3, ojediněle stouply na hodnotu 15 g/m3.

Vyhodnocení měření


Všechny hodnoty, které jsme naměřili, včetně dlouhodobého hodnocení, ukazují vynikající kondici střešních plášťů, které jsme hodnotili. Je nutné si uvědomit, že hodnoty vlhkostí jsou naprosto zanedbatelné a jejich pohyb v žádném případě není na závadu funkčnosti střech ze sledovaného tepelně technického hlediska. Anomálie, které jsou na záznamech vidět, jsou důsledkem odvětrávacích komínků, které mají, zejména v období kondenzací, negativní vliv na stav střešního pláště. Tedy je velmi zásadní používat větrací komínky v dobách, kdy je jejich vliv pozitivní, tedy v létě, resp. v období kondenzací je nutné komínky vyřadit z provozu. Zabudované zařízení PAKAMSIS umožnilo dlouhodobé prověření stavu střešního pláště z hlediska teplotní i vlhkostního. Výsledky, které jsou k dispozici, potvrzují pozitivní stav sledovaných střešních plášťů a vylučují jakékoliv negativní vliv z hlediska stavební fyziky.

Poděkování

Děkuji dvěma kolegům Ing. Michalu Šedovi, Ph.D. a Bc. Jindřichu Šidovi za spolupráci na systému PEKAMSIS a přípravě tohoto článku.

Článek má souvislost s akcí Izolace 2016 (21.01.2016).
Článek má souvislost s firmou A.W.A.L. s.r.o..

Anotace

Česky

Považuji za velmi důležité konfrontaci teorie s praxí, tj. prověření teoretických podkladů v reálném životě v reálných podmínkách a k tomu by měl přispět i tento systém měření nebo dlouhodobého sledování základních tepelně technických veličin.