Metody i techniki wykrywania nieszczelności dachów płaskich

W ostatnich latach do wykrywania nieszczelności hydroizolacji dachów płaskich coraz częściej są stosowane metody nieniszczące. Takie, jak neutronowa, termowizyjna, elektryczna i dymowa. Stosunkowo najprostsza oraz najszybsza jest metoda dymowa. Natomiast, najnowocześniejszy system pomiaru nieszczelności pokryć dachowych zapewnia metoda potencjału pola (metoda Leopoma). Wymaga ona jednak zamontowania przewodników instalacji badawczej już na etapie wykonywania pokrycia dachowego.

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 nieszczelnością. Ponadto nie może ona być stosowana na dachach, których nośność konstrukcji jest zbyt mała, aby przenieść dodatkowe obciążenia wody. Nie można jej stosować także wtedy, gdy dachy nie mają ścian attykowych (bocznych). Dodatkowe trudności w jej stosowaniu występują w przypadku dachów pokrytych nawierzchnią 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, termowizyjna, elektryczna i dymowa.

1. Metoda neutronowa

Polega ona na wykrywaniu miejsc, w których występuje podwyższona koncentracja atomów wodoru zawartych w wodzie. 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 zawilgocona, więcej odbitych neutronów wraca do licznika.
Sposób wykonywania pomiarów w tej metodzie polega na podziale badanej powierzchni dachu na siatkę kwadratów o wymiarach boków 1,5–4 m. Pomiary (odczyty) wykonuje się w wierzchołkach czworokątów (kwadratów) siatki. Strumień neutronów emitowany przez sondę bada powierzchnię 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 izolacji, określające 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

Metoda ta jest łatwa w użyciu i może być stosowana, zarówno w dzień, jak i w nocy. Pomiarów nie można wykonywać przy: opadach deszczu, śniegu oraz oblodzeniu dachu. Umożliwia ona lokalizację nieszczelności pokryć dachowych wykonanych także z EPDM.

Wady

Badania tą metodą wymagają takiej samej ilości czasu na ocenę szczelności dachu szczelnego jak i wadliwego. Ze względu na przyjętą wielkość siatki pomiarowej istnieje niebezpieczeństwo nie wykrycia małych obszarów nieszczelności zawilgocenia. Dzieje się tak ze względu na punktowe wykonywanie pomiarów.
Badania mogą być wykonywane tylko przez specjalistyczne – uprawnione do tego firmy lub osoby.
Ponadto, wadą tej metody jest czasochłonne wykonywanie pomiarów i opracowanie wniosków końcowych.
Aby określić miejsca (punkty) nieszczelności, należy wykonać badania na całej powierzchni dachu, zarówno w miejscach uszkodzonych, jak i prawidłowo wykonanych pokryć dachowych.
Francuska firma CET przeprowadza od 1980 r. kontrole szczelności pokryć dachowych i tarasów, stosując do tego celu sondy neutronowe firmy Seamon and Campbell (rys. 1).

2. Metoda termograficzna

Metodyka badań

Badania termograficzne można wykonywać dwiema metodami

• Pierwsza metoda – polega na wykorzystaniu zjawiska nagrzewania się pokrycia dachowego 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 zawilgoconych. Po zachodzie słońca dach zaczyna szybko stygnąć w miejscach suchego pokrycia, podczas gdy stygnięcie obszarów zawilgoconych następuje znacznie wolniej. Różnice w szybkości wyziębiania pokrycia powodują różnice temperatury, które są dobrze widoczne na termogramach.
• Druga metoda – jest stosowana w przypadku małego nasłonecznienia i jest 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 obszarów. Możliwe jest określenie lokalizacji także małych obszarów zawilgocenia. Dużą zaletą jest możliwość rejestracji (zapisu obszaru) na taśmie wideo lub w technice cyfrowej i porównywanie obrazów termograficznych wykonanych w różnych terminach i warunkach (rys. 2).

Wady

Wadami tej metody są stosunkowo wysokie koszty (kilka do kilkunastu tysięcy złotych) badania, wrażliwość na czynniki pogodowe (deszcz, wiatr), niemożność stosowania jej w przypadku dachów odwróconych i balastowych oraz określenia wartości wilgotności (zawilgocenia) izolacji.

Cena urządzeń stosowanych do tego typu badań wynosi od kilkudziesięciu do kilkuset tysięcy złotych.

3. Metody elektryczne

3.1. Metoda pojemnościowa

Pomiary wilgotności (miejsc zawilgocenia) materiałów tą metodą polega na pomiarze pojemności elektrycznej materiałów za pomocą sond kondensatorowych, wytwarzających zmienne pole elektryczne o małym natężeniu. Wykorzystuje ona znaczne różnice pojemności materiału suchego (dla materiału suchego wynosi 1) oraz wody (około 80). Stąd nawet niewielkie zawilgocenie materiału spowoduje znaczny wzrost pojemności czujnika kondensatorowego [4].

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

Zalety

Metoda ta jest prosta (łatwa) do wykonania, zarówno w dzień, jak i w nocy - w różnych warunkach pogodowych. Jest tania i umożliwia określenie stopnia zawilgocenia izolacji.

Wady

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

Urządzenia

Na rynku polskim jest dostępnych wiele wilgotnościomierzy pojemnościowych (rys. 3). Koszt tych urządzeń wynosi kilka tysięcy złotych.

3.2. Metoda konduktometryczna

Jest to jedna z najprostszych metod pomiaru wilgotności materiałów. Wykorzystuje się w niej zmiany konduktancji (przewodności elektrycznej) materiałów wraz ze zmianą ich wilgotności. Metoda ta pozwala na pomiar wilgotności w dowolnym punkcie. Wymaga jednak uszkodzenia (przebicia) przez sondy pomiarowe (szpilki) pokrycia dachowego w danym 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 przepływu prądu. Instalacje przewodów tego systemu montuje się na etapie wykonywania pokrycia dachowego (dachu).
Metoda ta jest szczególnie przydatna w przypadku tzw. dachów zielonych, odwróconych, balastowych, gdyż umożliwia określenie dokładnego miejsca przecieku (nieszczelności) 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. Miejsce przecieku występuje tam, gdzie miernik wskazuje przepływ ładunków ze wszystkich kierunków do jednego punktu. Po zlokalizowaniu miejsca przecieku, należy je naprawić i wykonać pomiary sprawdzające. System ten może służyć do diagnostyki i utrzymania dachów płaskich z prawie wszystkimi pokryciami, z wyjątkiem EPDM.
Uzupełnieniem wyżej wymienionego systemu wykrywania przecieków jest metoda dymowa dla pionowych powierzchni, na których jest wywinięte pokrycie dachowe.
Wyżej wymieniony system 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 używana jako metoda samodzielna do wykrywania nieszczelności pokryć dachowych, zarówno nowych, 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.

Zalety

Zaletą tej metody jest łatwość i szybkość wykrycia miejsc nieszczelności wszystkich rodzajów pokryć dachowych na dachach płaskich.

Wady

Brak możliwości określenia stopnia i zakresu zawilgocenia izolacji dachowych.
Na rynku polskim istnieje wiele firm, które oferują urządzenia i metody, stosowane do badania szczelności pokryć dachowych. Ponadto istnieją firmy, które świadczą usługi badania szczelności pokryć dachowych za pomocą jednej lub kilku metod.
Koszt takiej usługi zależy od wielkości badanego dachu oraz rodzaju użytej metody. Stosunkowo najprostsza oraz najszybsza jest metoda dymowa. Natomiast, najnowocześniejszy system pomiaru nieszczelności pokryć dachowych zapewnia metoda potencjału pola (metoda Leopoma).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 2000 r.
3. Wykrywanie przecieków www.munters.pl.
4. Kuska Z. Analiza metod pomiaru wilgotności przegród budowlanych,Prace Naukowe Instytutu Bud.P.Wr., Nr 12/1974.
5. Kontrola szczelności izolacji dachowych z zastosowaniem Radiosondy,Cahiers Techniques du Batiment, Nr 91/1987.