Για σχεδόν δύο δεκαετίες, η ηλεκτρονική ανίχνευση διαρροών (ELD) χρησιμοποιείται στη Βόρεια Αμερική για τον έλεγχο διαρροών σε νέες και υπάρχουσες στέγες. Υπάρχουν τουλάχιστον τρεις διαφορετικές μέθοδοι ELD, αλλά όλες χρησιμοποιούν την ίδια βασική αρχή: χρήση ηλεκτρικού ρεύματος για τον ακριβή εντοπισμό των ρωγμών της μεμβράνης.
Το ELD προσφέρει μια σειρά από πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλες μεθόδους. Εναλλακτικές λύσεις όπως η υπέρυθρη θερμογραφία, η δοκιμή πυρηνικής υγρασίας και η δοκιμή ηλεκτρικής σύνθετης αντίστασης δοκιμάζουν πραγματικά την υγρασία, έτσι δεν εντοπίζουν πρόβλημα έως ότου έχει ήδη συσσωρευτεί νερό κάτω από τη μεμβράνη και έχει γίνει ζημιά. Δεύτερον, επειδή δοκιμάζουν μόνο την υγρασία, δεν αποκαλύπτουν την πραγματική θέση της διαρροής. Αυτή η εργασία πρέπει να γίνεται χωριστά — συχνά στα χέρια και στα γόνατα.
Το ELD, από την άλλη πλευρά, μπορεί να δοκιμάσει σχεδόν όλα τα συστήματα οροφής, νέα ή παλιά, υγρά ή στεγνά, και μπορεί να εντοπίσει την πραγματική διαρροή, ακόμα κι αν είναι πολύ μικρή για να φαίνεται εύκολα. Διατίθενται συστήματα που παρακολουθούν συνεχώς για διαρροές, με ειδοποιήσεις σε πραγματικό χρόνο στους διαχειριστές κτιρίων.
Οι πρόσφατες εξελίξεις κατέστησαν δυνατή τη δοκιμή ημιαγώγιμων μεμβρανών, όπως οι μεμβράνες που εφαρμόζονται με ψυχρό υγρό και το σκούρο EDPM. Η ηλεκτρονική ανίχνευση διαρροών έχει αποδειχθεί τόσο αποτελεσματική που πολλοί κατασκευαστές μεμβρανών οροφής αποδέχονται ή απαιτούν πλέον το ELD ως δοκιμή ακεραιότητας πριν από την έκδοση εγγύησης για τα πρόσφατα εγκατεστημένα υλικά.
Μέχρι πρόσφατα, ωστόσο, δεν υπήρχε κανένα πρότυπο για την ηλεκτρονική ανίχνευση διαρροών σε ολόκληρη τη βιομηχανία. Πριν από περίπου δέκα χρόνια, η ASTM International άρχισε να συντάσσει κατευθυντήριες γραμμές. Αυτή η οδηγία δημοσιεύτηκε λίγα χρόνια αργότερα ως D-7877-14 Τυπικός οδηγός για Ηλεκτρονικές μεθόδους για τον εντοπισμό και τον εντοπισμό διαρροών σε αδιάβροχες μεμβράνες.
Η δημοσίευση του 2014 περιέγραψε τέσσερις διαφορετικές προσεγγίσεις στο ELD, κατευθυντήριες γραμμές για κάθε μέθοδο δοκιμής και περιέγραψε τι μπορεί να προσφέρει κάθε μέθοδος δοκιμής μαζί με τους περιορισμούς της. Κάλυψε επίσης τις απαιτήσεις για έγκυρη δοκιμή. Περιγράφονται οι απαιτήσεις, η λειτουργία και οι περιορισμοί κάθε μεθόδου δοκιμής.
Οι μέθοδοι δοκιμής χαμηλής και υψηλής τάσης έχουν τις ίδιες βασικές απαιτήσεις. Αυτές οι απαιτήσεις περιλαμβάνουν (1) ένα αγώγιμο υπόστρωμα ακριβώς κάτω από τη μεμβράνη, (2) η μεμβράνη πρέπει να είναι εκτεθειμένη, (3) πρέπει να υπάρχει σύνδεση γείωσης και (4) πρέπει να υπάρχει ηλεκτρική διαδρομή προς τη γείωση.
Το περασμένο καλοκαίρι – τον Ιούλιο του 2019 – η ASTM δημοσίευσε τελικά το πρώτο πρότυπο σε όλη τη βιομηχανία για την ηλεκτρονική ανίχνευση διαρροών για στέγες ως D-8231-19 Πρότυπη πρακτική για τη χρήση ενός συστήματος ηλεκτρονικής σάρωσης χαμηλής τάσης για τον εντοπισμό και τον εντοπισμό παραβιάσεων σε μεμβράνες στέγης και στεγάνωσης.
Ο Pat Vokey, αντιπρόεδρος της Detec Systems, εξηγεί, «Το νέο Standard Practice D-8231 επεκτείνεται στη μέθοδο της πλατφόρμας σάρωσης που περιγράφεται στον Πρότυπο Οδηγό ASTM D-7877. Το D-8231 δημιουργεί μια λύση προσανατολισμένη στις λεπτομέρειες για το ELD, αφιερωμένη στην πλατφόρμα σάρωσης με δύο σημαντικές προσθήκες. Το D-8231 δηλώνει επίσης ότι πρέπει να πραγματοποιηθεί δοκιμή μεμβράνης πριν από την εγκατάσταση υπερφόρτωσης για να διασφαλιστούν ακριβή αποτελέσματα.
Η διανυσματική χαρτογράφηση χαμηλής τάσης εντοπίζει πιθανές διαρροές χρησιμοποιώντας ένα ζεύγος εξειδικευμένων ανιχνευτών που μοιάζουν με στύλους του σκι.
Και οι δύο εκδόσεις είναι διαθέσιμες μέσω του ιστότοπου ASTM σε PDF ή έντυπη έκδοση για $50.
λέει ο Vokey. «Αν και γίνεται δουλειά για την εκπαίδευση των συμμετεχόντων στη φυσική των δοκιμών ELD, η βιομηχανία είναι ακόμα στο σκοτάδι. Πολλές αρχιτεκτονικές προδιαγραφές είναι ανεπαρκείς, ασαφείς ή ξεπερασμένες. Τα συμβατικά συγκροτήματα στέγης απαιτούν ένα αγώγιμο μέσο απευθείας κάτω από τη μεμβράνη για έγκυρη δοκιμή. Συχνά, οι προδιαγραφές δεν περιλαμβάνουν κανένα αγώγιμο μέσο».
«Οι ανακριβείς αντιεπιστημονικοί ισχυρισμοί που διατυπώνονται από οργανισμούς δοκιμών συμβάλλουν επίσης στη σύγχυση», συνεχίζει. «Η εκπαίδευση όλων των ενδιαφερομένων σχετικά με τη φυσική πίσω από την ELD είναι το πρώτο βήμα προς την αποσαφήνιση τυχόν μύθων και ψευδών πληροφοριών».
Τα βασικά
Το κλειδί για όλες τις μεθόδους ELD είναι ότι το νερό μεταφέρει τον ηλεκτρισμό πολύ καλά — τουλάχιστον 10 φορές όσο και οι περισσότερες μεμβράνες στέγης. Το ELD απαιτεί ένα αγώγιμο υπόστρωμα οροφής ακριβώς κάτω από μια μη αγώγιμη μεμβράνη. Εάν το κατάστρωμα είναι ξύλινο ή η μεμβράνη είναι αγώγιμη (όπως το μαύρο EPDM), το συγκρότημα τυπικά δεν θα μπορεί να δοκιμαστεί. (Αν και οι πρόσφατες εξελίξεις κατέστησαν δυνατό να ξεπεραστεί αυτή η δυσκολία, που εξηγείται αργότερα σε αυτήν την ιστορία.)
Για τη δοκιμή της μεμβράνης, σχηματίζεται ένα ηλεκτρικό πεδίο αμέσως πάνω και κάτω από τη μεμβράνη. Εάν παρουσιαστεί βραχυκύκλωμα μεταξύ των δύο, η διαρροή μπορεί να εντοπιστεί, να επισκευαστεί και να δοκιμαστεί ξανά η οροφή.
Μέθοδος 1: Διανυσματική χαρτογράφηση χαμηλής τάσης
Η μέθοδος δοκιμής χαμηλής τάσης – τεχνικά “δοκιμή ρεύματος σφάλματος χαμηλής τάσης” – είναι ίσως η πιο κοινή. Δημοφιλές από το International Leak Detection, το οποίο ονόμασε το σύστημα Electric Field Vector Mapping (EFVM), περιλαμβάνει το βρέξιμο της κορυφής της μεμβράνης για τη δημιουργία μιας άνω ηλεκτρικής «πλάκας». Το δομικό κατάστρωμα λειτουργεί ως η κάτω ηλεκτρική πλάκα και η μεμβράνη οροφής που βρίσκεται ανάμεσα λειτουργεί ως μονωτήρας. Οποιαδήποτε διαρροή στη μεμβράνη θα δημιουργήσει ηλεκτρικό βραχυκύκλωμα μεταξύ των άνω και κάτω “πλάκες” και με τη χρήση εξειδικευμένων ανιχνευτών -που επιφανειακά μοιάζουν με στύλους του σκι- ο τεχνικός μπορεί να καθορίσει την κατεύθυνση του ρεύματος και τη θέση της διαρροής. Πρόσθετες μετρήσεις επαληθεύουν την ακριβή θέση του ελαττώματος.
Το σύστημα έχει μερικούς περιορισμούς. Η διανυσματική χαρτογράφηση χαμηλής τάσης απαιτεί την τοποθέτηση ενός αγώγιμου σύρματος γύρω από την περιοχή που δοκιμάζεται —συνήθως ολόκληρη την περίμετρο της οροφής— για να ηλεκτροδοτήσει την επάνω πλάκα. Οποιεσδήποτε διεισδύσεις στην οροφή, όπως αποχετεύσεις και εξοπλισμός HVAC, πρέπει να απομονώνονται ηλεκτρικά από το χωράφι περιβάλλοντάς τις επίσης με σύρμα.
Ορισμένοι χειριστές ισχυρίζονται ότι είναι δυνατό να δοκιμαστεί η μεμβράνη που βρίσκεται κάτω από τις έρμα και τις πράσινες στέγες χωρίς να αφαιρεθεί το υπερκείμενο φορτίο, το οποίο συχνά περιέχει αρκετή υγρασία που δεν είναι καν απαραίτητο το βρέξιμο της οροφής. Ωστόσο, το νέο πρότυπο ASTM D-8231-19 δηλώνει ότι η δοκιμή μέσω υπερφόρτωσης είναι «μη οριστική» και αναφέρει ότι η βέλτιστη πρακτική είναι η δοκιμή πριν από την εγκατάσταση της υπερφόρτωσης ή η αφαίρεση της υπερφόρτωσης πριν από τη δοκιμή. Η ακριβής διατύπωση στην ενότητα 4.1 είναι: «Σχεδιασμοί οροφής που ενσωματώνουν αδιάβροχη μεμβράνη κάτω από υπερκείμενο φορτίο πρέπει να ελέγχονται για παραβιάσεις πριν από την τοποθέτηση υπερκείμενου φορτίου».
Μέθοδος 2: Υψηλή Τάση
Η μέθοδος υψηλής τάσης χρησιμοποιεί σχετικά υψηλή τάση αλλά χαμηλή ένταση ρεύματος, επομένως εξακολουθεί να είναι σχετικά ασφαλής. Απαιτεί μια μεμβράνη που είναι τέλεια στεγνή και εντελώς εκτεθειμένη. Το ένα ηλεκτρικό καλώδιο συνδέεται στο κατάστρωμα της οροφής και το άλλο συνδέεται με μια συσκευή που μοιάζει με σκούπα ώθησης με χάλκινες τρίχες. Καθώς ο χειριστής «σκουπίζει» την επιφάνεια της μεμβράνης, οποιαδήποτε υγρασία ή ρήγμα στη μεμβράνη θα επιτρέψει σε μία από τις αγώγιμες τρίχες να ολοκληρώσει το κύκλωμα μεταξύ της συσκευής μέτρησης και του καταστρώματος της οροφής.
Η δοκιμή υψηλής τάσης χρησιμοποιεί μια συσκευή που μοιάζει με σκούπα με χάλκινες τρίχες και απαιτεί στεγνή μεμβράνη.
Σε αντίθεση με το EFVM, η δοκιμή υψηλής τάσης μπορεί να προσαρμοστεί σε κάθετες επιφάνειες. Αντί για μια μεγάλη συσκευή που μοιάζει με σκούπα, ο τεχνικός χρησιμοποιεί μια μικρότερη συσκευή που μοιάζει με βούρτσα σε κάθετες επιφάνειες. Και στις δύο περιπτώσεις, η τεχνολογία είναι η ίδια.
Όπως η χαμηλή τάση που περιγράφηκε προηγουμένως, αυτή η μέθοδος υψηλής τάσης απαιτεί επίσης το δομικό κατάστρωμα οροφής να είναι αγώγιμο (είτε μέταλλο είτε σκυρόδεμα) και η μεμβράνη να είναι μονωτής. Η μεμβράνη πρέπει επίσης να είναι πλήρως προσβάσιμη.
Όπως θα ήταν αναμενόμενο, η μέθοδος υψηλής τάσης είναι δημοφιλής για επίπεδες στέγες σε ξηρά κλίματα με εκτεθειμένες μεμβράνες. (Για μια πιο εμπεριστατωμένη ματιά σε αυτό το θέμα, ανατρέξτε στην ενότητα «Ηλεκτρονικός εντοπισμός διαρροών: Υψηλή έναντι χαμηλής τάσης» στο τεύχος του Φθινοπώρου 2013.)
Μέθοδος 3: Integriscan χαμηλής τάσης
Η Detec Systems έχει αναπτύξει και κατοχυρώσει με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας μια τρίτη μέθοδο δοκιμών, την οποία ονομάζει “Integriscan”.
Είναι ένα σύστημα χαμηλής τάσης, αλλά σε αντίθεση με τη διανυσματική χαρτογράφηση, το IntegriScan δοκιμάζει το 100% της μεμβράνης στεγανοποίησης/οροφής χωρίς να απαιτείται περιμετρικό καλώδιο ή να απομονώνει κάθε γειωμένη διείσδυση. Επιπλέον, η τεχνολογία IntegriScan μπορεί να εντοπίσει ρωγμές σε κάθετες επιφάνειες χρησιμοποιώντας μια συσκευή με ρολό τοποθετημένη σε ζώνη.
Όπως και η μέθοδος υψηλής τάσης, απαιτεί την έκθεση της μεμβράνης. Ο ιστότοπος της Detec αναφέρει, «Η Detec Systems έχει καθορίσει ότι τα αποτελέσματα είναι αναξιόπιστα για δοκιμές μέσω υπερφόρτωσης άνω των τεσσάρων ιντσών λόγω περιορισμών όπως… πρέπει να υπάρχει μια συνεχής διαδρομή νερού στην κορυφή της μεμβράνης. Οι παραβιάσεις θα χαθούν εάν υπάρχει κενό στην κάλυψη του νερού. Το στρώμα αποστράγγισης, το φράγμα ρίζας και η μόνωση είναι ηλεκτρικοί μονωτές, που διακόπτουν το ηλεκτρικό σήμα από την κορυφή του υπερκείμενου φορτίου. Πρέπει να υπάρχει μια αγώγιμη διαδρομή από την κορυφή του υπερκείμενου φορτίου, μέσω των ηλεκτρικά μονωτικών υλικών προς την κορεσμένη μεμβράνη. Υπάρχει μεγάλη πιθανότητα ψευδώς αρνητικών λόγω όλων των πιθανών διακοπών στο ηλεκτρικό κύκλωμα.»
Το Integriscan χρησιμοποιεί μια τροχήλατη συσκευή για να ελέγξει για διαρροές.
Το Integriscan μπορεί να λειτουργήσει με μια υγρή μεμβράνη. Στην πραγματικότητα, το απαιτεί. Η συσκευή δοκιμής είναι τοποθετημένη σε ένα μικρό τροχοφόρο καρότσι και το μηχάνημα σαρώνει για σορτς στην ηλεκτρική διαδρομή προς τη γείωση μεταξύ της υγρής περιοχής κάτω από το μηχάνημα και του αγώγιμου υποστρώματος.
Λύσεις για μη αγώγιμα υποστρώματα
Για χρόνια, ένα από τα σημαντικότερα μειονεκτήματα όλων των μεθόδων ELD είναι ότι όλες χρειάζονταν αγώγιμο υπόστρωμα ακριβώς κάτω από μια μη αγώγιμη μεμβράνη οροφής, έτσι τα ξύλινα καταστρώματα ή τα συστήματα ανεστραμμένης οροφής (με τη μόνωση μεταξύ υποστρώματος και μεμβράνης) ήταν αδύνατο να δοκιμαστούν.
Για να λύσουν το πρόβλημα των μη αγώγιμων καταστρωμάτων οροφής, αρκετές εταιρείες εμπορεύονται μια αγώγιμη γυάλινη τσόχα που μπορεί να ενσωματωθεί κάτω ή μεταξύ των στρωμάτων της μεμβράνης οροφής κατά την εγκατάστασή της. Αυτή η «μεμβράνη ανίχνευσης» καθιστά εύκολο τον έλεγχο για διαρροές σε ένα τακτικό πρόγραμμα.
Μια άλλη λύση είναι το αστάρι TruGround, το οποίο χρησιμοποιεί αιθάλη ως αγώγιμο συστατικό. Αυτό το αγώγιμο αστάρι μπορεί να τυλιχτεί ή να εφαρμοστεί με ψεκασμό ακριβώς όπως το χρώμα σε οποιοδήποτε μη αγώγιμο υπόστρωμα. Στεγνώνει σε 30 λεπτά ή λιγότερο. Η μεμβράνη πηγαίνει στην κορυφή και το αποτέλεσμα είναι ένα σύστημα οροφής που μπορεί να δοκιμαστεί χρησιμοποιώντας τη μέθοδο Integriscan για τη διάρκεια ζωής της οροφής.
Ο Vokey λέει ότι με το TruGround, τώρα ακόμη και οι ημιαγώγιμες μεμβράνες μπορούν να δοκιμαστούν. «Όταν το μαύρο EPDM τοποθετείται απευθείας πάνω από το αγώγιμο αστάρι TruGround, το EPDM μπορεί να δοκιμαστεί με την τεχνολογία σάρωσης μας και να εντοπιστούν μελλοντικές διαρροές», λέει. «Αυτό είναι στη λίστα UL και έχει εγκριθεί FM με περισσότερες από 3.000 μεμβράνες και υποστρώματα. Είναι εγκεκριμένο από τις περισσότερες από τις μεγάλες εταιρείες μεμβρανών και έχει δοκιμαστεί για να πληροί και τα πρότυπα ανύψωσης ανέμου».
Το νέο ASTM Standard D-8231-19 έχει ενημερωθεί με οδηγίες σχετικά με τον τρόπο σάρωσης για διαρροές σε ημιαγώγιμη μεμβράνη χρησιμοποιώντας αυτήν την προσέγγιση.
Συνεχής Παρακολούθηση
Με τις πρόσφατες εξελίξεις στην τεχνολογία, είναι δυνατή η εγκατάσταση ενός μόνιμου συστήματος παρακολούθησης υγρασίας που παρέχει αυτοματοποιημένη, συνεχή παρακολούθηση της υγρασίας σε πραγματικό χρόνο για όλη τη διάρκεια ζωής του κτιρίου. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για μουσεία, φάρμες διακομιστών, νοσοκομεία και άλλα κτίρια όπου η ζημιά από το νερό θα είχε καταστροφικές συνέπειες.
Μια λύση, που ονομάζεται Permascan, χρησιμοποιεί ένα σύστημα πλέγματος που είναι τοποθετημένο στο υπόστρωμα της οροφής με αγώγιμη ταινία αισθητήρα. Για τις περισσότερες εργασίες, το πλέγμα είναι συνήθως 15 πόδια τετραγωνικά, αλλά θα μπορούσε να είναι τόσο μικρό όσο τρία πόδια. Αυτό το πλέγμα είναι ενσωματωμένο σε ένα μόνιμα ενσωματωμένο σύστημα παρακολούθησης. Αυτό το σύστημα λειτουργεί τόσο με συμβατικές όσο και με ανεστραμμένες στέγες.
Συνήθως, η εταιρεία ανίχνευσης διαρροών παρακολουθεί την οροφή 24/7. Εάν για λόγους ασφαλείας, αυτό δεν είναι επιθυμητό, ο ιδιοκτήτης του κτιρίου μπορεί να παρακολουθεί μόνος του το σύστημα.
