Thermische meting gevels

De thermische kwaliteit van gevels kan zichtbaar worden gemaakt met infrarood camera’s. Deze instrumenten zijn geschikt voor het bepalen van de thermische stralingsintensiteit. De bijhorende waarden kunnen worden vertaald naar de temperatuurniveaus aan de oppervlakte van de gevel van het gebouw.

Infrarood instrumenten

De infrarood instrumenten worden ook wel aangeduid als thermal video, thermografic imaging systems. Het beeld dat door zo’n instrument van een gevelsegment op een computerscherm zichtbaar wordt gemaakt bestaat uit vele duizenden punten met een temperatuuraanduiding. Wat u te zien krijgt is een plaatje met een diversiteit aan kleuren. Als u op het computerscherm een punt van de gevel met de cursor aanwijst verschijnt de plaatselijke temperatuur. Andere relevante eigenschappen van de instrumenten zijn:

• Eigenschappen instrumenten
• Energetische kwaliteit gevel
• Andere aspecten

Eigenschappen instrumenten

Meetbereik

Thermische straling ligt in het gebied met een golflengte van circa 0,1micrometer tot 100 micrometer (μm) en de infrarode straling bevindt zich tussen circa 0,7 μm tot 1 mm (1000 μm). Het gedeelte van de thermische straling dat door middel van infraroodapparatuur ‘zichtbaar’ kan worden hangt af van het meetbereik van het instrument. Voor de beoordeling van de temperatuurverdeling van gevels is het meetbereik (globaal tussen 3 tot 5 μm)van de beschikbare instrumenten voldoende.

Relatieve nauwkeurigheid

Van belang is de afleesnauwkeurigheid en de kwaliteit van het beeld. Instrumenten met een hogere afleesnauwkeurigheid van bijvoorbeeld 0,1 graden Celcius verdienen de voorkeur. Wel is het nodig dat de relatieve meetnauwkeurigheid gelijk of groter is dan de afleesnauwkeurigheid. Dit mede vanwege afrondingen, waardoor het feitelijke verschil tussen aangegeven temperaturen vooralsnog niet precies is. Bij instrumenten met een afleesnauwkeurigheid van 0,1 graden Celcius ligt een temperatuur van bijvoorbeeld 4,2 ergens tussen 4,15 en 4,25 graden Celcius.

Absolute nauwkeurigheid

De nauwkeurigheid van de infrarood instrumenten is voor wat betreft de absolute waarde meestal niet beter dan ±2 graden Celcius. Vanwege deze grote onnauwkeurigheid is het noodzakelijk om in iedere gevelsegment dat wordt gemeten een referentiemeting te doen. Dat kan met bijvoorbeeld een contactthermometer, zodanig dat het meetpunt achteraf binnen het infraroodbeeld traceerbaar is en de infraroodresultaten op basis daarvan kunnen worden gecorrigeerd. De nauwkeurigheid van de absolute waarde van andere thermometers dan infrarood is altijd vele malen beter dan van infrarood.

Beeldgrootte en hoeken

De hoek waaronder met de beschikbare instrumenten gemeten kan worden bedraagt circa 15 graden vertikaal en 15 graden horizontaal. Dit houdt in dat, om een gevelsegment met afmetingen van 2 x 2 meter in een beeld te kunnen vangen, een afstand van instrument tot gevel nodig is van ongeveer 8 m. In veel gevallen is er niet meer ruimte beschikbaar. De hoek tussen gevelvlak en de lijn van het hart van het gemeten segment naar de meetpositie bedraagt bij voorkeur 90 graden, doch minimaal 45 graden.

Energetische kwaliteit gevel

Referentietemperatuur

Om de energetische kwaliteit danwel de homogeniteit van temperatuur en warmteweerstand van een gevel te kunnen vaststellen, dient onder meer te worden uitgegaan van de theoretische referentietemperatuur. Dit is de theoretisch te verwachten temperatuur voor de betreffende constructie uitgaande van de ontwerpspecificaties van de constructie. Dit bij de betreffende windsnelheid en bij het aanwezige temperatuurverschil tussen binnen en buiten in in graden C of K. De windsnelheid is van invloed op de overgangsweerstand. De standaard overgangsweerstanden Ri en Re zijn repectievelijk 0,13 en 0,04 m2.K/W bij windsnelheden van 0,5 en 5 m/s.

Stralingseigenschappen van gevelmaterialen

Hoe lager een emissiefactor, des te minder warmte straalt het oppervlak af bij gelijke temperatuur. De emissiefactoren van de meeste gevelmaterialen zoals baksteen, beton, hout, glas of gelakt metaal liggen dicht bij die van een zogenaamde ‘’zwarte straler’’ en hebben daardoor nauwelijks betekenis bij de thermografische beoordeling met behulp van infrarood apparatuur. Een uitzondering vormen aluminium en verzinkt metaal in de gevel. Bij deze materialen moet wel rekening worden gehouden met duidelijk afwijkende emissies. De hoeveelheid straling die wordt uitgezonden bij een bepaalde oppervlaktetemperatuur is afhankelijk van uitgezonden energiestroom, eventueel afwijkende emissiefactoren aan het oppervlak van het gevelmateriaal, een stralingsconstante en de temperatuur van het oppervlak. Met infrarood apparatuur wordt de hoeveelheid gemeten straling met behulp van een formule automatisch vertaald naar oppervlaktetemperaturen. Met behulp van software kan voor bepaalde gevelonderdelen de emissiefactor worden aangepast. In onderstaande tabel zijn de emissiefactoren voor veel in de gevel van woningen voorkomende materialen gegeven. Indien geen aanpassing wordt aangebracht, dan is bijvoorbeeld bij een blank aluminium rooster in de gevel de weergegeven temperatuur ongeveer de helft van de werkelijke temperatuur.

homogeniteit

De energetische kwaliteit van een gevel mag worden opgehangen aan de homogeniteit van de temperatuur en daarmee van de warmteweerstand van die gevel. De homogeniteit van de temperatuur en van warmteweerstand van de gehele constructie is afhankelijk van de hoogste respectievelijk laagste gemeten temperatuur aan het buitenoppervlak van het beoordeelde gevelsegment en van de referentietemperatuur. De kwaliteit kan goed genoemd worden als homogeniteit groter is dan 90%.

Andere aspecten

Meetomstandigheden

Bij de uitvoering van metingen dient ondermeer rekening gehouden te worden met gegevens over het gebouw en de gevelconstructie en over installatiegegevens. Daarnaast met de meetomstandigheden. Indien metingen uitgevoerd worden bij wind moet er, bij het beoordelen van de thermografische beelden, rekening worden gehouden met de mate van beschutting van delen van de gevel zoals bij neggen en uitwendige hoeken. Dit vanwege de overgangsweerstand. Verder rekening houden met:

• geventileerde spouwen
• vocht of ijskristallen in het gevelmateriaal
• drukverschillen over de gevel
• opgewarmde zware constructiedelen
• temperatuurvariaties tijdens de meting
• invloed van zonnestraling en andere warmtebronnen binnen en buiten
• reflectie of isolerend effect van gebouwen, voertuigen en straatmeubilair

Luchtlekkage

Met infrarood worden geen luchttemperaturen gemeten. Luchtlekkage kan toch met de apparatuur worden opgespoord omdat de temperatuur van de constructie vlak naast de naden hoger is dan in de rest van het vlak. Dit effect kan ten behoeve van de meting worden versterkt door de woning op overdruk te brengen. De laatste resultaten kunnen worden vergeleken met de resultaten bij normale druk. Indien er beneden in het buitenvlak van de gevel een luchtlekkage wordt vastgesteld, dan is er sprake van een relatief grote lekkage. Warme lucht zal namelijk in de spouw stijgen en bij het dak verdwijnen. Luchtlekkages zijn daarom normaal beter zichtbaar in het dak (zoals na sneeuwval met het blote oog is te zien boven woningscheidende spouwmuren).

Lees verder

• Energetische kwaliteit gevels
• HR++glas en zonne-energie