Що доводить теплове зображення — а що ні

04.08.2026 8 хв читання

Тепловізійний знімок переконує одразу. Червоний і синій, до того ж «до» і «після» — це виглядає як доказ. Насправді термограма відповідає лише на одне-єдине питання: де тепліше, ніж деінде? Вона не відповідає на питання, наскільки добре утеплений елемент конструкції. Це не питання тлумачення — так прямо прописано в нормі.

Норма каже «якісний» — і має це на увазі

Найчастіше цитований у експертизах DIN EN 13187 скасований. Його місце у листопаді 2023 року зайняв DIN EN ISO 6781-1. Якщо сьогодні отримуєте експертизу з посиланням на DIN EN 13187, це варто розцінювати не як помилку — а як ознаку того, наскільки актуально велася робота.

Базова норма ISO 6781 формулює сферу застосування однозначно: вона описує якісний метод виявлення теплових аномалій — і прямо вказує: «Does not apply to the determination of the degree of thermal insulation and air tightness of a structure».

Метод призначений для виявлення, а не для обчислення. Показово, на що для числових значень посилається норма-наступниця: на ISO 9869-1 для вимірювання теплового потоку та ISO 9972 для повітропроникності. Тобто сама норма з термографії відсилає користувача за числами до інших методів.

Директива Bauthermografie від VATH проводить ту саму межу: якісне виявлення містків холоду можливе як зсередини, так і ззовні, тоді як кількісні оцінки — «в принципі лише зсередини із залученням додаткових методів вимірювання».

Чому на знімку немає U-показника

U-показник — це густина теплового потоку на одиницю різниці температур. Тепловізійна камера не вимірює густину теплового потоку — вона вимірює яскравість випромінювання і на її основі обчислює температуру поверхні.

Щоб від температури поверхні перейти до теплового потоку, потрібен коефіцієнт тепловіддачі саме на цій поверхні. Ззовні він не є ні відомим, ні стабільним: він залежить від вітру та радіаційного обміну з небом. До того ж елемент конструкції накопичує тепло — температурна хвиля зсунута відносно зовнішнього клімату на кілька годин.

Наскільки грубою насправді є роздільна здатність, показує приклад із засклінням: одинарне скло, непокрите подвійне скло та сучасне енергозберігаюче скління можна розрізнити термографічно. А от енергозберігаюче скло з U = 1,3 від скла з U = 1,1 W/(m²·K) — вже ні. Порядки величин — так, десяті частки — ні.

Метод, який вимірює U-показник на існуючій будівлі

Такий метод існує: вимірювання теплового потоку за ISO 9869-1. Датчик теплового потоку монтується на стороні зі стабільнішою температурою — на практиці зсередини — і далі очікування. Норма вимагає одночасного виконання трьох умов:

Тривалість вимірювання щонайменше 72 години.
U-показник наприкінці тесту відхиляється не більш ніж на 5 відсотків від значення 24 години тому.
Значення з перших та останніх двох третин тривалості вимірювання відхиляються одне від одного не більш ніж на 5 відсотків.

72 години — це мінімум за стабільних умов; реалістично потрібно від тижня до двох. Дослідження фіксували збіжність через чотири-п’ять днів, узимку — до десяти. І навіть тоді залишається загальна невизначеність приблизно 15 відсотків.

Звідси випливає правило для будь-якої наданої термограми: якщо навіть спеціально призначений для цього, багатоденний контактний метод дає U-показник лише з точністю приблизно 15 відсотків, то метод, що робить знімок за секунди й узагалі не вимірює тепловий потік, точнішим бути не може.

Що потрібно для придатного до використання знімка

Умова	Вимога	Джерело
Різниця температур усередині/зовні	≥ 15 K рекомендовано	VATH 2023
Час попереднього опалення	квазістаціонарний стан — залежно від конструкції до кількох днів	VATH 2023
Вітер	від приблизно 2 м/с — не результативно	VATh 2011
Сонце	жодного впливу, зокрема і в попередні години	VATH 2023
Небо	хмарне; ясного неба слід уникати	фахова література
Погодні умови	стійкі, затримка 3–7 днів	фахова література
Абсолютна точність вимірювання камери	2 K (± 2 %), рекомендовано 1 K	VATH 2023

Останній рядок — найважливіше число цієї статті. Будь-яке заявлене покращення менше ніж на два кельвіни тепловізійною камерою не доводиться — воно знаходиться в межах точності приладу.

Коефіцієнт випромінювання: усередині неважливий, зовні вирішальний

Для непрозорих поверхонь діє ε + ρ = 1. Що нижчий коефіцієнт випромінювання, то більше камера фіксує оточення замість самого об’єкта. Що при цьому найчастіше замовчують: та сама помилка усередині та зовні має зовсім різну вагу.

Ситуація	справжнє ε	камера на	похибка
Усередині, стіна 17 °C, відбиває 20 °C	0,90	0,95	+0,2 K
Зовні хмарно, стіна 5 °C, відбиває 0 °C	0,90	0,95	−0,3 K
Зовні ясне небо, стіна 5 °C, відбиває −50 °C	0,90	0,95	−2,2 K
Зовні ясне небо, та сама стіна	0,85	0,95	−4,4 K
Зовні ясне небо, оцинкований жолоб 5 °C	0,10	0,95	−47 K

Похибка коефіцієнта випромінювання на 0,05 усередині коштує менше ніж 0,2 K і не має значення. Та сама похибка зовні за ясного неба коштує понад 2 K — і це вже в порядку величин того, що трактують як місток холоду чи успіх санації.

Метали мають ε приблизно від 0,02 до 0,3. Це стосується саме тих місць, де підозрюють містки холоду: алюмінієві рами, парапетні листи, водостічні жолоби, короби рулонних штор, оцинковані елементи.

Відбита температура довкілля

Камера повинна знати, що відбивається в поверхні, щоб виключити цю частку. Типова помилка — підставляти зовні температуру зовнішнього повітря. Це неправильно: за ясного неба відбивається «холодне випромінювання неба» приблизно від −50 до −60 °C. За площею небо переважає сонце — відбита температура просто неба здебільшого нижче 0 °C, навіть у сонячний день.

Визначають її за допомогою зім’ятого й знову розгладженого шматка алюмінієвої фольги: камеру виставляють на ε = 1, зчитують температуру на фользі, значення вводять як відбиту температуру.

Ця похибка діє суцільно. Вона зсуває все зображення, не змінюючи структуру — і саме тому особливо підступна для порівнянь «до/після». Модельний розрахунок: стіна 5 °C, реально відбивається −50 °C, камеру виставлено на 0 °C — результат 0,9 °C замість 5,0 °C. Понад чотири кельвіни, і при цьому нічого не виглядає підозріло.

Сім способів імітувати успіх санації

Усі наведені нижче пункти створюють видиме покращення, хоча в самій конструкції нічого не змінилося:

Колірна шкала. Найдієвіший важіль. Занадто широке масштабування перетворює будь-якого енергетичного марнотратника на будинок низького енергоспоживання, а занадто вузьке — будинок низького енергоспоживання на катастрофу. Вузьке «до», широке «після» — і успіх виникає суто в обробці зображення.
Вітер. Він вирівнює температури поверхні і змушує містки холоду зникати. «Після» за вітру виглядає краще, ніж «до» за безвітря.
Ясне небо замість хмарного. За ясного неба поверхні, звернені до неба, охолоджуються настільки сильно, що погане утеплення виглядає як добре.
Інший час доби. Два знімки в різний час доби фіксують різні точки циклу охолодження — навіть за однакової температури повітря.
Інша температура всередині. Менша різниця температур означає менший контраст. Зображення стає пласкішим і виглядає однорідніше, тобто «краще утепленим».
Меблі та картини. Знята картина залишає холодну пляму, яка виглядає як відсутність утеплення. Тому: предмети на стінах прибирати щонайменше за шість годин наперед — однаково в обох випадках.
Змінений коефіцієнт випромінювання. Найпідступніший з точки зору фізики будівель момент. Якщо між термінами пофарбовано, потиньковано або покрито поверхню, змінюється ε — а разом з ним і зчитана температура, без жодної зміни теплового потоку. Покриття, що знижує коефіцієнт випромінювання, створює на термограмі зниження температури, якого насправді немає.

Чому мало б відповідати переконливе порівняння «до/після»

Головна ідея: порівнювати не зображення, а показник, незалежний від різниці температур.

Це температурний коефіцієнт за DIN 4108-2: f_Rsi = (Θ_si − Θ_e) / (Θ_i − Θ_e). Це специфічна для конструкції величина, незалежна від різниці температур, яка діє в даний момент. Відомий граничний показник f_Rsi ≥ 0,70 відповідає при 20 °C усередині та −5 °C зовні температурі поверхні понад 12,6 °C.

Важливе обмеження: через зсув фаз, зумовлений елементом конструкції, розрахунок за миттєво виміряними температурами здебільшого дає безглузді значення. Придатним він стає лише з урахуванням попередньої динаміки температур — у зоні містків холоду понад шість-вісім годин. Без реєстратора даних для внутрішньої та зовнішньої температури температурний коефіцієнт також не є надійним.

До того ж: вимірювати треба зсередини. Тепловий опір між внутрішнім повітрям і поверхнею приблизно вдвічі вищий, ніж зовні, контрасти відповідно сильніші, і немає ні вітру, ні дощу, ні випромінювання неба. Доказ, що складається виключно із зовнішніх знімків, апріорі є найслабшим із доступних варіантів.

І нарешті поріг значущості. Заявлене покращення має перевищувати суму невизначеностей: ±2 K точності приладу, зовні за ясного неба 2–4 K через коефіцієнт випромінювання, до 4 K через відбиту температуру. На практиці це означає: порівняння «до/після» двох зовнішніх термограм майже ніколи не годиться як доказ успіху санації.

Якщо йдеться справді про енергію, термографія — неправильний інструмент. Тоді потрібне вимірювання теплового потоку за ISO 9869-1 до і після заходу або скоригований на погоду аналіз споживання. Термографія в цьому виконує те, для чого призначена: показує, де потрібно вимірювати.

Чотири питання до будь-якої наданої термограми

Чи вказані на обох зображеннях крайні значення шкали, і чи вони однакові? Це та сама колірна палітра?
Чи задокументовані коефіцієнт випромінювання та відбита температура? Директива VATH цього вимагає. Якщо їх немає, знімок неможливо перевірити.
Чи запротокольовані та порівнянні погодні умови, час доби, внутрішня температура та місце обох термінів?
Чи наносили щось на поверхню між термінами? Тоді коефіцієнт випромінювання мав бути визначений заново — інакше порівняння фізично неприпустиме.

Джерела

Розмежування сфери застосування взято з вільно доступного scope ISO 6781; повні тексти DIN EN 13187 та DIN EN ISO 6781-1 платні і не переглядалися. Тому з ISO 6781-1 свідомо не наведено жодного числового граничного показника. Дані щодо тривалості вимірювання та критеріїв завершення за ISO 9869-1 взято з вільно доступного попереднього перегляду норми та з фахових публікацій; вказівка на невизначеність приблизно 15 відсотків — з методологічного огляду британського Building Research Establishment, а не з тексту норми.

Таблиці похибок щодо коефіцієнта випромінювання та відбитої температури є власними модельними розрахунками на основі радіаційного балансу у широкосмуговому наближенні. Вони відображають порядки величин, а не виміряні значення реальної камери.

Свідомо не було взято кілька цифр, що циркулюють у практичних статтях, — 24-годинний час попереднього опалення, межу вітру 3 м/с та правило одної чи трьох годин щодо сонячного випромінювання. Там їх приписують галузевим директивам, але фактично в них цього немає.