Pomiary wilgotności w diagnostyce obiektów budowlanych – względne metody elektryczne
Humidity measurements in building diagnostics – relative electrical methods
Pomiar wilgotności ekstremalnie zawilgoconego muru wilgotnościomierzem z głowicą kulową, fot. B. Monczyński
Najbardziej miarodajnymi metodami oceny zawilgocenia materiałów budowlanych są metody bezwzględne [1]. Ich podstawową i najważniejszą wadą jest jednak konieczność pobrania próbki materiału, co wiąże się z mniejszą lub większą ingerencją w strukturę przegrody. Ingerencja taka w wielu przypadkach jest niepożądana, a częstokroć wręcz niemożliwa, na przykład w budynkach stanowiących nieruchome dziedzictwo kulturowe. Ingerencji w strukturę przegród budowlanych można uniknąć, stosując nieinwazyjne, względne metody pomiaru wilgotności.
Zobacz także
dr inż. Bartłomiej Monczyński Pomiary wilgotności w diagnostyce obiektów budowlanych – metody bezwzględne
Immanentnym elementem diagnostyki obiektów budowlanych jest ocena zawilgocenia [1]. W „arsenale” osób podejmujących się tej oceny znajduje się szeroki zakres technik pomiaru oraz urządzeń pomiarowych....
Immanentnym elementem diagnostyki obiektów budowlanych jest ocena zawilgocenia [1]. W „arsenale” osób podejmujących się tej oceny znajduje się szeroki zakres technik pomiaru oraz urządzeń pomiarowych. Znajomość zasad, na których techniki te zostały oparte, jest kluczowa przy interpretacji uzyskanych wyników. Szczególnie że większość z nich została opracowana dla materiałów o ustandaryzowanym składzie i w zadowalającym stanie zachowania. Zatem w przypadku ich zastosowania w budynkach w mniejszym lub...
dr inż. Krzysztof Pawłowski prof. PBŚ Dachy i stropodachy – wybrane kwestie projektowe w aspekcie cieplno-wilgotnościowym
Od 1 stycznia 2021 r. obowiązują nowe wartości graniczne wskaźników w zakresie oszczędności energii (EPmax) i ochrony cieplnej (Umax). Projektując układ warstw materiałowych dachów i stropodachów oraz...
Od 1 stycznia 2021 r. obowiązują nowe wartości graniczne wskaźników w zakresie oszczędności energii (EPmax) i ochrony cieplnej (Umax). Projektując układ warstw materiałowych dachów i stropodachów oraz ich złączy, należy uwzględnić także kryterium w zakresie oceny ryzyka kondensacji powierzchniowej i międzywarstwowej.
Rockwool Polska Termomodernizacja domu – na czym polega i jak ją zaplanować?
Termomodernizacja to szereg działań mających na celu poprawę energochłonności Twojego domu. Niezależnie od zakresu inwestycji, kluczowa dla osiągnięcia spodziewanych efektów jest kolejność prac. Najpierw...
Termomodernizacja to szereg działań mających na celu poprawę energochłonności Twojego domu. Niezależnie od zakresu inwestycji, kluczowa dla osiągnięcia spodziewanych efektów jest kolejność prac. Najpierw należy docieplić ściany i dach, aby ograniczyć zużycie energii, a dopiero potem zmodernizować system grzewczy. Dzięki kompleksowej termomodernizacji domu prawidłowo wykonanej znacznie zmniejszysz koszty utrzymania budynku.
*****
W artykule skupiono się na względnych metodach elektrycznych pomiaru wilgotności obiektów budowlanych. Autor opisał ich specyfikę oraz wyjaśnił pojęcia: przewodność elektryczna, rezystywność, a także względna przenikalność elektryczna.
Humidity measurements in building diagnostics – relative electrical methods.
The article focuses on relative electrical methods of measuring humidity in building structures. The author describes their specificity and explains the following concepts: electrical conductivity, resistivity, and relative electrical permittivity.
*****
Metody względne opierają się na pośrednim wykrywaniu i ocenie wilgotności materiału budowlanego. Nie wykorzystują bezpośrednio definicji wilgotności materiału (zob. [1, 2]), ale odnoszą się do innych mechanizmów fizycznych, służących za punkt odniesienia.
Metody względne są stosowane przede wszystkim do wykrywania różnic w przestrzeni i czasie (np. aby ocenić względną zmianę zawilgocenia w danym punkcie w porównaniu z innym punktem, bez uwzględnienia wartości bezwzględnej). Głównymi zaletami metod względnych jest to, że umożliwiają pomiary w czasie rzeczywistym, nadają się do szybkich obserwacji na miejscu, a najważniejszą, że większość z nich jest albo nieniszcząca, albo minimalnie inwazyjna [3].
Stosowane do oceny wilgotności metody bezwzględne oraz względne opierają się na różnych zasadach fizycznych lub chemicznych, a ich odczyty mogą nie być porównywalne. Na przykład opór elektryczny (metoda opornościowa) zmienia się w zależności od zawartości wilgoci i obecności rozpuszczalnych soli, a metody pojemnościowa i mikrofalowa reagują na całkowitą ilość cząsteczek wody, ale wynik zależy również od innych czynników, w tym od tego, jak cząsteczki są rozmieszczone wewnątrz materiału (przy czym sygnał jest wyższy dla cząsteczek blisko czujnika). Stanowi to poważne utrudnienie w przypadku nierównomiernego rozkładu i gradientów wilgotności przypowierzchniowej. Należy mieć zatem na uwadze, że na wszystkie metody względne w mniejszym lub większym stopniu wpływa szereg czynników zakłócających.
Dla powyższych niepewności niektóre instrumenty dostarczające wyniki względne (metody względne) podają odczyty w arbitralnych jednostkach, przydatnych do oceny względnych zmian wilgotności. W większości przypadków taki instrument ma wystarczającą wiarygodność jedynie przy ustalaniu, czy wilgotność określonego elementu lub materiału jest wyższa czy niższa niż w innej części, tj. jedynie w odczytach względnych. Niektóre przyrządy, aby sprostać potrzebom praktycznym, podają odczyty w procentach – producenci kalibrują swoje przyrządy przy użyciu znanych materiałów, aby zapewnić skalę w odczytach bezwzględnych. Taka kalibracja z reguły okazuje się jednak nieodpowiednia i należy ją weryfikować w każdym przypadku z osobna.
Jakie metody elektryczne są najczęściej stosowane w praktyce budowlanej?
Literatura
1. B. Monczyński, „Pomiary wilgotności w diagnostyce obiektów budowlanych – metody bezwzględne”, „IZOLACJE” 2/2024, s. 142–148.
2. B. Monczyński, „Woda i jej obecność w strukturze materiałów budowlanych”, „IZOLACJE” 1/2024, s. 140–146.
3. PN-EN 16682:2017-05, „Konserwacja dziedzictwa kulturowego – Metody pomiaru zawartości wilgoci lub wody w materiałach nieruchomego dziedzictwa kulturowego”.
4. J. Hoła, Ł. Sadowski, „Wiarygodność metod nieniszczących stosowanych w diagnostyce obiektów budowlanych,” [w:] L. Runkiewicz (red.), „Diagnostyka obiektów budowlanych. Część 2:, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2021, s. 463–495.
5. G. Hankammer, M. Resch, „Bauwerksdiagnostik bei Feuchteschäden“, RM Rudolf Müller, Köln 2023.
6. H. Stöcker, „Nowoczesne kompendium fizyki”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2015.
7. S.J. Ling, J. Sanny, W. Moebs, „Fizyka dla szkół wyższych – Tom II”, OpenStax Polska, Warszawa 2018.
8. W. Skowroński, M. Piotrowska, Z. Matkowski, C. Magott, T. Kania, „Aspekty ochrony budynków przed korozją biologiczną i ogniem”, Polskie Stowarzyszenie Mykologów Budownictwa, Wrocław 2019.
9. PN-EN 13183-2:2004, „Wilgotność sztuki tarcicy – Część 2: Oznaczanie wilgotności za pomocą elektrycznego wilgotnościomierza oporowego”.
10. R.P. Feynman, R.B. Leighton, M. Sands, „Feynmana wykłady z fizyki, Tom 2, część 1: Elektryczność i magnetyzm. Elektrodynamika”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2014.
11. PN-EN 13183-3:2007, „Wilgotność sztuki tarcicy – Część 3: Oznaczanie metodą pojemnościową”.
