Metody i techniki wykrywania nieszczelności dachów

Powszechnie znanym i stosowanym sposobem sprawdzania szczelności nowo wykonywanych dachów płaskich są próby wodne. Zaletą tej metody jest to, że dobrze pokazuje ona ewentualne nieszczelności. Nie wskazuje jednak ich lokalizacji. Ponadto, stosując tę metodę, nie jesteśmy w stanie wykryć miejsc, które w czasie badań charakteryzują się małą nieszczel-nością.

Ponadto nie może ona być stosowana na dachach, których konstrukcja (nośność) jest zbyt słaba, aby przenieść dodatkowe obciążenia wody. Nie możemy jej stosować także wtedy, gdy dachy nie mają ścian attykowych (bocznych).

Dodatkowe trudności w jej stosowaniu występują wtedy, gdy dachy są pokryte na-wierzchnią ze żwirem, płytkami chodnikowymi lub zielenią.

Dlatego też w ostatnich latach do wykrywania nieszczelności hydroizolacji dachów płaskich coraz częściej są stosowane metody nieniszczące. Takie, jak neutronowa, termowi-zyjna, elektryczna i dymowa. Przedmiotem tego tekstu będzie omówienie tych metod wraz z analizą ich zalet i wad.

1. METODA NEUTRONOWA

Metoda ta polega na wykrywaniu miejsc, w których występuje podwyższona koncen-tracja atomów wodoru zawartych w wodzie (wilgoci). Urządzenie pomiarowe (sonda) zawiera słabe źródło izotopowe - promieniowania neutronów. Emitowane neutrony w momencie (miejscu) zderzenia z atomami wodoru są spowalniane, odbijają się i wracają do licznika. Zasada pomiaru polega na określeniu różnicy ilości emitowanych i powracających (odbitych) neutronów. Jeżeli izolacja jest sucha, tylko nieliczne z wyemitowanych neutronów powracają do licznika, gdyż nie natrafiają na swej drodze na atomy wodoru. Jeżeli izolacja jest zawilgo-cona, więcej odbitych neutronów wraca do licznika.

Sposób wykonywania pomiarów w tej metodzie polega na podziale badanej po-wierzchni dachu na siatkę kwadratów o wymiarach boków 1,5 ÷ 4 m. Pomiary (odczyty) wy-konuje się w wierzchołkach czworokątów (kwadratów) siatki. Strumień neutronów emitowa-ny przez sondę bada powierzchnie 0,4 ÷ 0,5 m2 na głębokość 8 ÷ 25 cm, zależnie od rodzaju i gęstości sondowanych materiałów.

Po wstępnych badaniach sondażowych wykonuje się wykresy (mapę) wilgotności izo-lacji, określającej strefy wilgotne (mokre) i suche. W strefach zagrożonych (zawilgoconych) wykonuje się dodatkowe pomiary stosując zagęszczoną siatkę punktów pomiarowych. Metoda ta jest opłacalna  przy dachach o powierzchni ponad 200 m2.

Zalety metody

Metoda ta jest łatwa w użyciu i może być stosowana, zarówno w dzień, jak i w nocy. Istnieje możliwość wykonywania pomiarów niemal w każdych warunkach pogodowych - za wyjątkiem opadów deszczu, śniegu i oblodzenia dachu. Metoda ta umożliwia lokalizację nie-szczelności pokryć dachowych także z EPDM.

Wady metody

Badania tą metodą wymagają takiej samej ilości czasu na ocenę szczelności dachu szczelnego i wadliwego. Ze względu na przyjętą wielkość siatki pomiarowej istnieje niebez-pieczeństwo nie wykrycia małych obszarów nieszczelności (zawilgocenia), ze względu na punktowe wykonywanie pomiarów.

Badania tą metodą mogą być wykonywane tylko przez specjalistyczne (uprawnione) firmy (osoby).

Ponadto, wadą tej metody jest czasochłonne wykonywanie pomiarów i opracowanie wniosków końcowych.

Aby określić miejsca (punkty) nieszczelności, należy wykonać badania na całej po-wierzchni dachów, zarówno w miejscach uszkodzonych, jak i prawidłowo wykonanych po-kryć dachowych.

Francuska firma CET stosuje do 1980r. kontrole szczelności pokryć dachowych i tarasów, stosując do tego celu sondy neutronowe firmy Seamon and Campbell-rys1.

2. METODA TERMOGRAFICZNA

Metodyka badań

Od wielu lat do określania zawartości wilgoci w pokryciach papowych (rolowych) dachów płaskich stosuje się - z dużym powodzeniem -detekcję promieniowania podczerwo-nego za pomocą kamer (urządzeń termograficznych)..W wyniku tych badań uzyskuje się ter-mogramy- graficzną rejestracje rozkładu temperatur na powierzchni pokryć dachowych.
 
Termografię pokryć dachowych należy wykonywać w nocy, przy czystych i suchych powierzchniach dachów, gdy prędkość wiatru nie przekracza 0,7 m/s.
 
Badania termograficzne można wykonywać dwiema metodami.
Pierwsza metoda polega na wykorzystaniu zjawiska nagrzewania się pokrycia dacho-wego w czasie słonecznego dnia, a następnie wykonania w nocy obrazowania termalnego. W czasie nagrzewania się w ciągu dnia miejsca suchego pokrycia są cieplejsze od obszarów za-wilgoconego pokrycia. Po zachodzie słońca dach zaczyna szybko stygnąć w miejscach suche-go pokrycia, podczas gdy stygnięcie obszarów zawilgoconych następuje znacznie wolniej. Różnice w ostyganiu pokrycia powodują różnice temperatury powierzchni pokrycia, które są dobrze widoczne na termogramach.

Druga metoda jest stosowana przy braku nasłonecznienia i jest ona oparta na utracie ciepła z ogrzewanego budynku. Wilgotne obszary pokrycia dachu mają mniejszy opór cieplny niż obszary suche. Różnica temperatury między wnętrzem i otoczeniem budynku powinna wynosić minimum 10 oC. Powoduje ona przepływ ciepła o większym strumieniu w obszarach zawilgoconych i mniejszym -  w obszarach suchego pokrycia dachowego.

Zalety

Zastosowanie termografii umożliwia wykrycie w krótkim czasie zawilgoconych obsza-rów. Możliwe jest określenie lokalizacji także małych obszarów zawilgocenia. Dużą zaletą jest możliwość rejestracji (zapisu obszaru) na taśmie video lub w technice cyfrowej i porów-nywanie obrazów termograficznych wykonanych w różnych terminach i warunkach - rys. 2.

Wady

Wadami tej metody są stosunkowo wysokie koszty (kilka do kilkunastu tysięcy zło-tych) badania, wrażliwość na czynniki pogodowe (deszcz, wiatr), brak stosowania w tzw. da-chów odwróconych i balastowych, brak możliwości określenia wartości wilgotności (zawilgo-cenia) izolacji.

Jakie urządzenia są do tego wykorzystywane ?

Urządzenia (kamery) termowizyjne są oferowane na rynku polskim przez firmy FLIR,InfraTec,Vigo System.Cena tych urządzeń wynosi od kilkudziesięciu do kilkuset tysięcy złotych.

3. METODY ELEKTRYCZNE
 
 3.1. Metoda pojemnościowa

Pomiary wilgotności (miejsc zawilgocenia) materiałów metodą pojemnościową polega na pomiarze pojemności elektrycznej materiałów za pomocą sond kondensatorowych, wytwa-rzających zmienne pole elektryczne o małym natężeniu. W metodzie tej wykorzystuje się znaczne różnice pojemności materiału suchego (dla materiału suchego wynosi 1) oraz wody (wynosi około 80). Stąd nawet niewielkie zawilgocenie materiału spowoduje znaczny wzrost pojemności czujnika kondensatorowego[4].

Metoda badań

Sposób wykonywania pomiarów jest podobny jak w metodzie neutronowej. Przed po-miarami należy wyznaczyć siatkę kwadratów (prostokątów). Pomiary wykonuje się w wierz-chołkach czworokątów oraz ewentualnej zagęszczonej siatki w obszarach zawilgoconych.

Zalety

Metoda ta jest prosta (łatwa) do wykonania, zarówno w dzień, jak i w nocy - w róż-nych warunkach pogodowych. Jest to metoda tania i umożliwia określenie stopnia zawilgoce-nia izolacji.

Wady

Metoda ta ma podobne wady jak metoda neutronowa. Ponadto, stwierdza się małą powtarzalność wyników i brak możliwości jej zastosowania przy pokryciach dachowych z EPDM.
Urządzenia

Na rynku polskim jest dostępnych wiele wilgotnościomierzy pojemnościowych, np. firmy Gann,Trotec,Protimeter-rys.3.Koszt tych urządzeń wynosi kilka tysięcy złotych.

 3.2. Metoda konduktometryczna

Jest to jedna z najprostszych metod pomiaru wilgotności materiałów. W metodzie tej wykorzystuje się zmiany konduktancji (przewodności elektrycznej) materiałów wraz ze zmia-nę ich wilgotności. Metoda ta pozwala na pomiar wilgotności w dowolnym punkcie. Wymaga jednak uszkodzenia (przebicia) przez sondy pomiarowe (szpilki) pokrycia dachowego w da-nym punkcie(miejscu pomiarowym) i z tego względu jest rzadko stosowana.

 3.3. Metoda potencjału pola  (metoda Leopoma)

W ostatnim okresie dokonano wielu udoskonaleń metod badań, zmierzających do montażu na dachach systemów przewodów (instalacji) podłączonych do generatora impulsów elektrycznych.

Ponadto, w skład systemu wchodzi przenośny miernik do określania kierunku prze-pływu prądu. Instalacje przewodów tego systemu montuje się na etapie wykonywania pokry-cia dachowego (dachu).

Metoda ta jest szczególnie przydatna w przypadku tzw. dachów zielonych, odwróco-nych, balastowych, gdyż umożliwia wykonywanie dokładnego miejsca przecieku (nieszczel-ności) pokrycia dachowego - rys. 4.

Przed  wykonywaniem  pomiarów  pokrycie dachowe musi być polane wodą, gdyż obecność wody na dachu zapewnia przewodzenie impulsów elektrycznych. Po powierzchni dachu porusza się technik z dwoma prętami pomiarowymi połączonymi z przenośnym miernikiem wskazującym kierunek przepływu impulsów elektrycznych. Pręty pomiarowe służą do przykładania ich do powierzchni dachu w celu odczytu kierunku przepływu impulsów. Miej-sce przecieku występuje tam, gdzie miernik wskazuje przepływ ładunków ze wszystkich kie-runków do jednego punktu. Po zlokalizowaniu miejsca przecieku, należy je naprawić i wyko-nać pomiary sprawdzające. System ten może służyć do diagnostyki i utrzymania dachów pła-skich z prawie wszystkimi pokryciami, z wyjątkiem EPDM.

Uzupełnieniem wyżej wymienionego systemu wykonywania przecieków jest metoda dymowa dla pionowych powierzchni, na których jest wywinięte pokrycie dachowe.

Wyżej wymieniony system wykrywania przecieków jest w Polsce nowością. Do tej pory zastosowano go między innymi na budynku „Metropolitan” przy pl. Piłsudskiego w Warszawie[1].

4. METODA DYMOWA

Może być ona także używana jako samodzielna do wykrywania nieszczelności pokryć dachowych,. zarówno nowo wykonanych ,jak i starych dachów płaskich.

Pod powierzchnię pokrycia dachowego wtłacza się gaz składający się z 95 % z azotu    i 5 % wodoru. Jest to gaz o małej gęstości (lekki), który w miejscach ewentualnego przecieku (nieszczelności) pokrycia dachowego przechodzi w górę (utlenia się) wskazując optycznie te miejsca. Dodatkowo miejsca przecieku można określić szczegółowo detektorem gazu. Należy dodać, że używany dym nie stanowi zagrożenia dla zdrowia ludzi, ponieważ składa się on z mgiełki wodnej.

Zaletą tej metody jest łatwość i szybkość wykrycia miejsc nieszczelności wszystkich rodzajów pokryć dachowych na dachach płaskich. Natomiast wadą tej metody jest brak moż-liwości określenia stopnia i zakresu zawilgocenia izolacji dachowych.
 
PODSUMOWANIE

Na rynku polskim istnieje wiele firm, które oferują urządzenia i metody, które mogą być stosowane do badania szczelności pokryć dachowych. Ponadto istnieją firmy, które oferu-ją usługi badania szczelności pokryć dachowych za pomocą jednej lub kilku metod, np. firma Munters Poland z Gdańska lub „WodEnGazTest”- Sławomir Mycyk z Warszawy
Koszt takiej usługi zależy od wielkości badanego dachu oraz rodzaju użytej metody. Stosun-kowo najprostsza oraz najszybsza jest metoda dymowa. Natomiast, najnowocześniejszy sys-tem pomiaru nieszczelności pokryć dachowych zapewnia metoda potencjału pola(metoda Le-opoma).Wymaga ona jednak zamontowania przewodników instalacji badawczej już na etapie wykonywania pokrycia dachowego.

Literatura
[1].Zastosowanie techniki pomiarów szczelności hydroizolacji. Dachy 12/2005i1/2006
[2].Jaworski J.Termografia budynków. Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne. Wrocław 2000r.
[3].Wykrywanie przecieków. www.munters.pl
[4].Kuska Z. Analiza metod pomiaru wilgotności przegród budowlanych,Prace Naukowe In-stytutu Bud.P.Wr.,Nr 12/1974
[5].Kontrola szczelności izolacji dachowych z zastosowaniem Radiosondy,Cahiers Techniques du Batiment,Nr 91/1987

---