Kontrola střešních plášťů novou metodou impedanční defektoskopie

Samozřejmě vlhkost, resp. kondenzát se může ve střešním plášti vyskytovat i z jiného důvodu než jen netěsnosti vodotěsné vrstvy. Příčinou může být nevhodně navržená skladba – např. nedostatečně nadimenzovaná tloušťka tepelné izolace, která nezajistí dostatečně vysokou vnitřní povrchovou teplotu. Nicméně zpravidla platí, že množství vody vyskytující se v konstrukci nebo pronikající do vnitřního prostředí vlivem kondenzace vodní páry bývá mnohonásobně menší, než množství vody pronikající do střešní konstrukce při poruše vodotěsnosti proti srážkové vlhkosti. Proto při zjišťování vlhkostní závady je v prvé řadě nezbytné věnovat pozornost možným poruchám vodotěsnosti střešního systému.

Dostupných metod, jak zkontrolovat vodotěsnost střešních plášťů postižených vlhkostními vadami a poruchami, je celá řada. Každá z nich má své výhody i omezení. Velmi perspektivně se jeví metoda nedestruktivní impedanční defektoskopie, založená na principu měření elektrické impedance ve vrstvách pod hlavní povlakovou izolací. Než se však seznámíme s touto metodou, podívejme se v krátkosti také na jiné používané metody.

 

POUŽÍVANÉ METODY

Základním, v současnosti nejčastěji využívaným testem je tzv. zátopová zkouška (obr.1). Zátopová zkouška se provádí řízeným zaplavením jednotlivých sektorů střešního pláště vymezených hydroizolačními přepážkami. Tento typ zkoušky má však mnohá úskalí. Zkouška poslouží pouze pro ověření vodotěsnosti povlakové izolace daného úseku střešního pláště a zpravidla nelze na jejím základě určit přesně zdroj zatékání. Problematickým stále zůstává fakt, že při provádění této zkoušky a při průkazu nedostatečné vodotěsnosti bývají právě podkladní vrstvy zaplaveny a v případě tepelných izolací tím pádem též výrazně degradována jejich účinnost. Problematickou je též otázka přitížení při takto prováděné zkoušce a je zpravidla doporučováno vyjádření zodpovědného statika s ohledem na únosnost stávajících stavebních podkladních konstrukcí.  

 

Obr 1: sektorování při zátopových zkouškách

Druhým poměrně často využívaným typem zkoušky je tzv. jiskrová zkouška (obr. 2), při které se využívá tzv. poroskopu. V místě nespojitosti povlaku krytiny přeskakují mezi elektrodou, která je tažena po povlakové izolaci, a podkladem jiskry. Zkoušku nelze uplatnit v případě nevodivého suchého podkladu, tedy zpravidla v případě tepelných izolací. Měření se nesmí provádět ve vlhkém prostředí, na oroseném povrchu, za mlhy či deště. Zkouškou lze odhalit pouze lokalizované poruchy přímo pod taženou elektrodou a tedy při jejím celkovém využití na plochu střešního pláště je velmi náročná na preciznost a postup provádění zkoušky. Z tohoto důvodu se zpravidla doporučuje jako doplňková a lokální. 

 

Obr 2a: poroskop pro jiskrovou zkoušku

Obr 2b: poroskop pro jiskrovou zkoušku

Variantou defektoskopie využívanou především u povlakových krytin ze syntetických fólií je podtlaková zkouška spojů (obr.3). Při této zkoušce se využívá podtlakových průhledných zvonů. Netěsnosti se projeví bublinkami mýdlového roztoku, kterým je povrch předem pokryt. Metoda je velmi pracná a pro rozsáhlé plochy prakticky nevyužitelná. 

 

Obr 3: podtlakový zvon

U syntetických fólií se v případě tzv. dvoustopých svárů může též využít přetlakové zkoušky (obr. 4). Využívá se napichovací duté jehly s kompresorem a manometrickým měřením. Při poklesu tlaku nad 10% lze předpokládat netěsnost předmětného spoje. Zkouška opět v tomto případě nedává žádné relevantní výsledky pro plochu střešního pláště a zpravidla nelze použít na konstrukční detaily povětšinou prováděné jednostopým ručním svárem.

 

Obr 4: kompresor s jehlou

Jednou z relativně nedávno objevených metod je tzv. dýmová zkouška (obr. 5). Zkouška je založena na principu vhánění dýmu tlakem pod hydroizolaci. V případě netěsnosti dochází k unikání barevného kouře – dýmu.
Je určena pro fóliové hydroizolace a jednovrstvé kotvené asfaltové pásy, případně i pro volně položené hydroizolace. Tato zkouška pro svou průkaznost vyžaduje těsný spodní plášť střechy – například těsná parozábrana nebo souvislá stropní monolitická konstrukce. Zkouškou lze diagnostikovat netěsnosti o velikosti cca 10 mm a větší (např. proříznutí, nedostatečné svaření, průrazy).

 

Obr 5: zařízení k dýmové zkoušce

 S určitým úspěchem se setkává též tzv. termografická defektoskopie střešních plášťů (obr. 6), která využívá principu výrazného zvýšení prostupu tepla tepelnou izolací ve vlhkém stavu. Termografické měření zpravidla v tomto případě probíhá přímo ze střešního pláště a je tedy zatíženo určitou chybou úhlu snímané plochy. Nicméně přibližný obraz poškozené plochy je tímto postupem stanoven. Tuto metodu lze použít v zimním období v případě vytápěných prostor pod střešním pláštěm. 

 

Obr 6: termografický snímek poškozené plochy tepelné izolace

Zatím v Čechách ne zcela prozkoumanou metodou je pulzní elektromagnetická metoda. Tuto metodu lze provádět pouze na zatopených plochách a nevodivých povlakových izolacích. Zatím se zdá podle dostupných informací jako varianta limitovaná a málo pružná.

IMPEDANČNÍ DEFEKTOSKOPIE
Impedanční defektoskopie je nedestruktivní metoda detekce vlhkosti ve vrstvách pod povlakovými vodotěsnými izolacemi. Uplatňuje se především ve střešních pláštích, ale najde využití i na obtížněji přístupných kontaktních zateplovacích systémech obvodových plášťů.
Tato moderní a sofistikovaná metoda umožňuje stanovit vlhkostní stav materiálů pod povlakovou izolací bez nutnosti mechanického porušení vodotěsných izolací, např. sondami apod. Bez nutnosti rozebrání celého podkladu dokážeme zjistit rozsah nezbytné výměny podkladních vrstev.
Metoda je založena na principu měření elektrické impedance ve vrstvách pod hlavní povlakovou izolací, pro měření se využívají příložné impedanční vlhkoměry. Na trhu se nabízí 2 typy – jednak přístroj s pojezdem vhodný pro kontroly střech většího rozsahu, jednak ruční přístroj vhodný pro menší střešní pláště nebo pro lokální průzkumy. Mezi elektrodami na spodní straně přístroje se vytváří střídavé elektrické pole a dochází k přenosu nízkofrekvenčního signálu. Signál je schopen proniknout v tepelných izolacích až do hloubky 100 mm, v případě betonových podkladů do hloubky cca 20-30 mm. Hloubka průniku závisí na objemové hmotnosti materiálu. Měřením získáme přesné komparativní výsledky.

 

  
Obr 7: Impedanční defektoskop s pojezdem

Obr 8: Vlhkostní detektor pro stěny a střechy

Provádění kontroly

Požadavky na povětrnostní podmínky při provádění kontroly
Požadavek na povětrnostní podmínky, při kterých lze kontrolu metodou impedanční defektoskopie provádět, v sobě skrývá už sám nadpis tohoto článku – „až naprší a uschne“. Vlhkostní problémy způsobené zatékáním se pochopitelně projevují pouze, pokud máme nějakou dotaci vlhkosti – např. déšť. Ovšem při samotném provádění kontroly nesmí být povrch střechy mokrý, voda by vlivem své vodivosti značně zkreslovala výsledky měření, proto během průzkumu a ani nejméně 12 hodin před průzkumem nesmí pršet, sněžit ani mrholit.
Teplota vnějšího prostředí musí být vyšší než +4°C. Při nižších teplotách voda přechází v led, což může způsobit značnou chybu měření. Měření by se nemělo provádět pod teplotami ohybu povlakových izolací.

Požadavky na povrch střešního pláště
Přístroje nelze použít na vodivých materiálech – v materiálech s kovovými prvky, tj. např. na povlakových krytinách s výztužnou hliníkovou vrstvou.
V případě přesypaných střešních plášťů se zatěžovací vrstvou z praného říčního kameniva, případně vegetačního substrátu apod., je nutné na vybraných místech střešního pláště násyp odstranit.

Výhodou této metody je, že ji lze provádět i na střešních pláštích nad nevytápěnými prostory. Jedinou podmínkou je relativně suchý povrch střešního pláště a odstranění případných krycích vrstev z povrchu hydroizolace.

Schéma střechy
Před zahájením samotného měření doporučujeme připravit si schéma střechy (viz obr. 9) a vyznačit v něm všechny prostupy, výstupky ad. důležité prvky na střešním plášti. Do schématu zaneseme souřadnou síť s vhodnou roztečí (např. 1-2 m), síť přeneseme také na střešní plášť, kde si ji můžeme vyznačit např. pomocí křídy. Teď již můžeme přistoupit k samotnému měření metodou impedanční defektoskopie.

Obr 9: Schéma střechy se souřadnou sítí
 

Impedanční defektoskopii lze podle postupu provádění rozdělit na dvě základní kategorie:
1. analytickou impedanční defektoskopii
a
2. deduktivní impedanční defektoskopii.

Při analytické impedanční defektoskopii se provádí důkladné systematické měření v celé ploše prověřované konstrukce. Metoda analytické impedanční defektoskopie najde využití např. při přejímkách střešních plášťů. Díky této nedestruktivní metodě není nutné přitěžování konstrukce vodou při zátopové zkoušce a vyloučí se tak riziko degradace podkladních vrstev v případě prokázání poruchy. Stačí střešní povlak ponechat exponován přirozenému nebo umělému skrápění po dobu cca 1 dne a následně provést měření.
Na základě naměřené elektrické impedance převedené na komparativní hodnoty získáme informace o rozložení relativní vlhkosti v ploše konstrukce pod jejím povrchem, tj. především ve vrstvě tepelné izolace, nebo i mezi vrstvami vícevrstvého hydroizolačního souvrství. S využitím záznamů provedených v průběhu měření je možné zpracovat tzv. vlhkostní mapu, která střešní plochu rozděluje do oblastí podle relativní vlhkosti naměřené na poměrné analogové stupnici přístroje.
Na základě provedeného měření lze stanovit místa s rizikem výskytu zdroje zatékání. Výstup z tohoto měření poslouží jako podklad pro stanovení rozsahu požadované demontáže podkladních vrstev z důvodu ztráty jejich funkčnosti.
Analytickou impedanční defektoskopii je vhodné, pro zpřesnění výsledků a jejich in-situ aproximaci, doplnit odběrem sond s určením hmotnostních vlhkostí gravimetrickou metodou. Doplňková gravimetrická metoda umožňuje získat orientační představu o přibližných hodnotách hmotnostní vlhkosti v konstrukci, avšak je nutno vzít na vědomi, že poskytuje pouze orientační hodnoty a v žádném případě nenahrazuje komplexní průzkum střechy pomocí gravimetrické metody spojené s odběrem sond. Takový komplexní průzkum by vyžadoval odběr značného množství vzorků, což je v podstatě nereálné, velmi náročné a navíc rizikové z hlediska těsnosti střešního pláště. Stanovení přibližných hodnot hmotnostní vlhkosti pomůže při vyhodnocení, zda je množství vlhkosti v konstrukci přípustné či nadlimitní. Nadlimitní vlhkostí se v tomto případě rozumí vlhkost způsobující buď degradaci jednotlivých vrstev nebo souvrství nebo výrazné zhoršení fyzikálních parametrů těchto vrstev, tedy povětšinou výrazného zvýšení součinitele tepelné vodivosti tepelné izolace.
V  místech s nejvyšší komparativně zjištěnou vlhkostí provedeme důkladnou vizuální prohlídku, jejímž cílem je odhalit případná poškození hydroizolačního souvrství, která jsou možnou příčinou zvýšené vlhkosti v souvrství střešní skladby. Pro tato místa pak příslušný odborník navrhne rozsah potřebných oprav a způsob jejich provedení. V každém případě by před vyřčením rozhodnutí, zda má být souvrství střešního pláště v daném místě odstraněno, měl být ještě proveden odběr vzorku v tomto konkrétním místě, aby byla správnost hypotézy ověřena.

Vlhkost v povrchových vrstvách tepelné izolace či jiných podkladních vrstvách se zpravidla zvyšuje směrem ke zdroji, díky tomu lze i poměrně efektivně lokalizovat poruchy vodotěsnosti povlakové krytiny předmětného střešního pláště, a to pomocí tzv. deduktivní impedanční defektoskopie. Při deduktivní metodě měření neprobíhá v celé ploše konstrukce, avšak soustředí se již přímo na místa, kde hledáme příčinu konkrétní vlhkostní poruchy. Obvykle se tato porucha projevuje ze strany interiéru a je potřeba najít zdroj průsaku vlhkosti ze strany exteriéru. Měření zahájíme na vnějším povrchu střešního pláště přibližně v místě, kde ze strany interiéru dochází k projevům vlhkostního problému. Vyhledáme směr, kterým se naměřené hodnoty relativní vlhkosti zvyšují, a tímto směrem postupujeme až k místu nejvyšší relativní vlhkosti.
Tato metoda je zaměřena na vyhledání původce projevu konkrétní vlhkostní poruchy a je velmi efektivní. Měřením nalezené místo s nejvyšší lokálně se vyskytující vlhkostí následně prověříme důkladnou vizuální prohlídkou, abychom nalezli případné netěsnosti aj. porušení, kudy může voda zatékat do střešního souvrství. Pro tato místa pak příslušný odborník navrhne rozsah potřebných oprav a způsob jejich provedení.
Deduktivní defektoskopie je vhodná také pro střešní pláště se zatěžovací vrstvou z praného říčního kameniva nebo vegetačního souvrství či z jiných těžkých zatěžovacích vrstev, kdy je nutno pro defektoskopii tyto vrstvy lokálně odstranit a odstranění zatěžovací vrstvy v celé ploše střechy z důvodu měření je nepřijatelné. Při provádění defektoskopie na přesypaných střešních pláštích se náhodně nebo v určitém rastru zvolí oblasti, ve kterých bude násyp lokálně odstraněn. V těchto místech se provede měření.
Deduktivní defektoskopie může také navazovat na analytickou defektoskopii a to tím způsobem, že na základě vlhkostní mapy vybereme místa s nepřijatelně vysokou vlhkostí a zde provedeme deduktivní měření.

 

  
Obr 10: provádění impedanční defektoskopie in-situ 

Obr 11: impedanční skenování v rozkrytých koridorech zatěžovací vrstvy
 
Obr 12: zpracovaná podrobná vlhkostní mapa střešního pláště, patrné poškození vodotěsnosti u instalovaných technologií, nároží objektu, lokální poruchy v ploše

 

Ing. Ivan Misar Ph.D., Ing. Petra Šrubařová
foto archiv autorů a Antonín Homola – výroba a servis el. přístrojů (2)

 

Seznam použité literatury:
[1] M. Novotný, I. Misar: Ploché střechy, Grada, 2001
[2] Odborná směrnice č. 2011001 pro provádění impedanční defektoskopie povlakových izolací, A.W.A.L. s.r.o., 2011
[3] I. Misar: Stavebně-technický průzkum vad a poruch střešních plášťů a jejich příčinných souvislostí, sborník konference Tepelná ochrana budov 2011
[4] R. Mrakič: Systém kontrol a přijímání jednotlivých vrstev užitných střešních plášťů, základní zásady, sborník
[5] Podklady a fotodokumentace z průzkumů A.W.A.L., s.r.o.
[6] Podklady společnosti TRAMEX
[7] www.jiskrovazkouska.cz
[8] www.awal.cz
[9] www.youtube.com
[10] www.dek.cz