Autor: Lennart Sasi TTÜ arhitektuuri õppetooli dotsent

Kõik kehad, mille temperatuur on kõrgem absoluutsest nullist, kiirgavad oma pinnalt välja elektromagnetilist kiirgust. See kiirgus pääseb levima ühelt kehalt teisele läbi läbipaistva keskkonna. Keha temperatuuri tõustes kiirgusvoog keha pinnalt kasvab. Samas keha temperatuuri tõustes sellelt väljakiirguva kiirguse lainepikkus üha lüheneb. Päikesekiirguse kõige intensiivsemale osale, nähtavale valgusele, on kohanenud silm. Nähtavast valgusest lühema või pikema lainepikkusega kiirgust silm ei registreeri (kotkad näevad osaliselt ka ultravioletti, kassid lühilainelist infrapunakiirgust).

Absoluutselt musta keha kiirgusvõime on suurim. Väljakiirguva energia maksimum on teatud lainepikkusega, mis väheneb sujuvalt nii lühema- kui pikema lainepikkuse suunas. Sellega on näiteks seletatav, et silm hakkab nägema nõrgalt valgustatud ruumis ülekuumenenud pliidi plaati punase hõõgumisena juba temperatuuril ca 400oC. Reaalsed esemed meid ümbritsevas keskkonnas käituvad analoogselt absoluutsele mustale kehale, kuid nende pinna kiirgusvõime on veidi väiksem. Füüsikud nimetavad neid kehi hallideks kehadeks. Tavakeha kiirgusvõime suhet absoluutselt musta keha omasse nimetatakse mustvärvuse astmeks. See suhe on meid ümbritsevatel pindadel suures osas 0,80…0,97. Värskelt sadanud lumel ja härmatisel isegi kuni 0,985. On huvitav, et puhas lumi ja härmatis nähtava valguse spektris pea üldse ei neela kiirgust ja peegeldavad selle heleda valgusena tagasi, kuid pikalainelises infrapunases spektris neelavad kiirguse pea täielikult. Teistest pindadest tunduvalt erinevalt käituvad aga läikivad metallpinnad. Nende mustvärvuse aste on madal. Näiteks läikival alumiiniumi pinnal on see vaid 0,09. See tähendab seda, et alumiinium (eriti aga poleeritud hõbe) peegeldab tagasi pea kogu temale langeva infrapunase kiirguse.

Seda metallide omadust on ära kasutatud termospudeli soojaisolatsioonis, viimasel ajal aga akende pakettklaasides. Nimelt osutub, et eriti õhuke metalli või selle oksiidi kiht laseb läbi suure osa nähtavast valgusest, peegeldab aga tagasi soojakiired. Kui esimeste klaaspakettide ühe klaasi sisepinnad kaeti imeõhukese kulla kihiga, mis lasi läbi vaid 60% langevast valgusest, siis praegusel ajal on märgatavalt paranenud selektiivklaasi valguse läbilaskvus ja soojakiirte tagasipeegeldavus. Seejuures on selektiivpaketi hinnad sedavõrd langenud, et tavalist kolmekordset klaasi aknatarinduses hea soojapidavuse saavutamiseks pole mõtet kasutada. Praegusel ajal võib tellida igast aknafirmast kahekordse pakettklaasiga akna, mille soojajuhtivus on alla 1,4 W/(m2K), st et sellise akna soojapidavus on üle kahe korra suurem, võrreldes vana kahekordse klaasiga aknaga.

Arvestades seda, et meid ümbritsevate pindade mustvärvuse aste on põhiliselt vahemikus 0,85…0,95, siis mõõtes nendelt pindadelt tulevat kiirgust, saame küllaldase täpsusega hinnata nende temperatuuri. Nii on võimalik ehitada distantstermomeeter, mis ilma, et oleks kontaktis pinnaga, mõõdab selle temperatuuri mõne kümnendiku kraadi täpsusega. Sellised püstolikujulised riistad on praegu müügil hinnaga alla 5000 krooni. Meeles peaks ainult pidama seda, et läikiva metalli pinna mõõtmisel tulemus on ebatäpne.

Hoone piiretes esinevad paratamatult külmasillad, mille kaudu liigub enam küttesooja hoonest välja, mistõttu hoone sees külmasilla pinnal on temperatuur madalam ja välispinnal kõrgem. Külmasillad on paratamatud piirde üksikute kihtide vaheliste metallankrute, halvasti paigaldatud soojustuse aga samuti piirde geomeetria tõttu. Nii näiteks jahtuvad rohkem maha hoone nurgad, akende põsed, parapetid. Lohaka ehitustöö tulemusena võivad külmasillad ulatuda sügavale tarindite sisse, põhjustades isegi vaheseintel ja vahelagedel madala temperatuuri. Põhjuseks on siis halvasti paigaldatud tuuletõke või soojustusvill aga samuti ventilatsiooniseadme poolt tekitatud alarõhk hoones, mille tõttu võib külm välisõhk tungida sügavale tarindisse.

Talvetingimustes oleks huvitav näha nii piirde välispinna kui sisepinna temperatuure. Kui tõmmata seinale ruudustik ja mõõta seal distantstermomeetriga temperatuurid, siis saadud arvud näitavad meile külmasildade koha.

Hoopiski parema ülevaate saame aga samast termovisiooni kasutades. Praegusaegne infrapunastel kiirtel töötav aparatuur võimaldab temperatuuri muutusi piirdel visualiseerida 0,1oC täpsusega, saades kas must-valge või spektrivärvides pildi. Piltidel on võimalik saada variandina ka isoterme piirdel (sama temperatuuriga jooned). Need joonistavad eriti selgelt välja külmasildade kohad piirdes.

Külmasillad piirdes põhjustavad ülemäärast energiakulu, külmasilla sisepinnal võib kergesti tekkida pinna madala temperatuuri tõttu veeauru kondensaat. Selliseid probleeme on viimasel ajal tekkinud eriti palju tänu kütte kokkuhoiule ja mitteküllaldasele ventilatsioonile.
Eestis on pikaajaline kogemus termovisiooni meetodi rakendamisel. Esimene, küllaltki kohmakas termokaamera, mis nõudis vedela lämmastiku kasutamist võeti kasutusele Ehituse Teaduslikus Uurimisinstituudis 1980 aastal. Praegune moodne digitaalkaamera on kasutusel OÜ Jõgioja Ehitus-füüsika KB-s. Firmas OÜ Jõgioja Ehitus-füüsika KB on ühe keskmise suurusega eramu termografeerimise maksumus alates 3000 kroonist, hind tõuseb, kui hoonele tuleb teha ka alarõhu katse abil õhutiheduse määrang.

Termovisiooni aparatuur hoonete soojalekete avastamiseks on ka Tallinna Tehnikaülikooli ehitusteaduskonnal. Hoone termografeerimise tulemused näitavad hoone piirete remonti vajavad kohad kätte. Edaspidises tuleb leida lahendused, kuidas soojalekke kohad likvideerida, kas piire avada selleks ruumi siseküljelt või välisküljelt. Renoveeritava hoone puhul on termopilt kasuks isegi hoone arhitektuurse lahenduse muutmise korral võimaldades kavandada võimalikult ratsionaalseid lahendusi küttesooja kadude vähendamiseks.

TTÜ ehitiste projekteerimise instituudist võib selliste probleemide lahendamisel saada vajalikku konsultatsiooni, sest peale hoone termografeerimise võimaluse on konsultantideks kogenud ehitusinsenerid, arhitektid, kütte- ja ventilatsiooni insenerid.

http://www.ehituskaar.ee/?op=art&id=189&page=2