Fluke - Applications for Thermal Imagers Checking buildings for moisture envelopes

The presence of moisture in building envelopes, whether from leak- age or condensation, can have serious consequences. For example,  moisture in insulation reduces its insulating capability, causing heating  and/or cooling losses and wasting energy. Moisture can also cause  structural deterioration and foster the growth of mold, while a serious  roof leak can damage or destroy a building’s contents. Thermography, also known as  thermal imaging, is well suited to  identifying wet spots in building  envelopes. As a diagnostic tech- nique, thermography captures  two-dimensional images of the  apparent temperatures of equip- ment and structures. Thermal  images can reveal anomalies in  roofs and walls that can indi- cate the presence of moisture as  buildings cool after having been  under a thermal load. This hap- pens because water conducts  and stores heat better than most  building materials. So, when a  roof or wall cools, wet or damp  areas cool slower than dry areas  and show up as “hot spots” on  thermal images. The following discussion  focuses on using thermal or  infrared (IR) imaging to check  for moisture in the envelopes of  Moisture in   building envelopes For more information on Thermal Imagers  go to  www.fluke.eu/ti   Application Note Applications for  Thermal  Imagers industrial, commercial and   institutional buildings, including  moisture in roofs, walls and   insulation. What to check? Check the outside walls and  roofs of buildings after they have  experienced a thermal load, e.g. a  solar load on a hot, dry day. East- facing walls might be checked  in the afternoon and (in the  Northern Hemisphere) south- and  west-facing walls and roofs after  sundown. A significant thermal  gradient (15 or 20 %) between  the inside and outside is essential  in order detect thermal anomalies  attributable to the difference in  heat capacity between the   materials of construction and   the additional moisture load. When potential wet spots in  exterior walls and roofs are   identified, follow up with an  inspection inside the building,   to further refine the outdoor find- ings. Inside inspections can also  independently pinpoint moisture  in ceilings and walls caused by  leaks, water pipe breaks, fire- sprinkler discharges or other  water-producing events. Fast  action with a thermal imager fol- lowing a water-producing acci- dent can identify which materials  must be dried or replaced. Cool areas on this roof exposure probably indicate moisture buildup. Mark with tape and  investigate with core samples.

What to look for? Collecting thermal images is a  good first step in analyzing a  structure and identifying sus- pected problem areas. Unlike  other moisture-detecting technol- ogies, such as meters, thermogra- phy requires no physical contact  with roofs, ceilings, walls or  floors. In addition, you can check  inaccessible areas and cover a  large area in a single image. Regular building-envelope  inspections are key to prolonging  the lives of industrial, commer- cial and institutional buildings.  New construction and especially  new roofs should by thoroughly  inspected 6 to 9 months after  construction, while the structure  is still under warranty. That time  lag allows the structure to expe- rience the elements, hopefully  a rainy season. Then, perform  additional building-envelope  scans every two to five years.  Compare them to the original,  baseline images to establish  trends and determine remedies  to any deterioration. Experts   estimate that preventive main- tenance of this kind will double  the life your facility’s roof. Roof  inspections should be conducted  with the imager mounted on a  tripod, so that the technician can  concentrate on properly adjust- ing the camera to maximize the  thermal resolution and analyzing  the image. Fluke thermal imagers now  include IR-Fusion® , a technol- ogy that fuses a visual, or visible  light, image with an infrared  image for better identification,  analysis and image management.  The dual images are accurately  aligned at any distance height- ening details, making it much  easier to spot where further  investigation is needed. The Fluke Ti20 comes with InSideIR™   analysis and reporting software with free  updates for the life of the product. What represents a   “red alert?” Give any building-envelope   condition that poses a safety or  health risk the highest repair   priority. Next, any roof leaks or  moisture conditions that threaten  production, electronic data, elec- tronic equipment or the integ- rity of the building itself should  receive immediate attention. What’s the potential cost  of failure? Flat roofs are the parts of com- mercial, industrial and insti- tutional buildings that are the  most likely to fail, and they are  expensive to replace. Factors vary  so much from facility to facility  that it’s difficult to put a price on  roof replacements, but one expert  writing in 1989 came up with  a range of weighted averages  between $4.50 per square foot  for mechanically attached single- ply roofs and $8.00 per square  foot for coal-tar built-up roofs. Follow-up actions Before checking your building  for moisture, be aware that this  kind of inspection constitutes  one of the most challenging uses  for IR thermography. Buildings  vary with respect to kind, use,  construction techniques, building  materials, size and so on. Source: Benchmark, Inc., Roof & Pavement  Consultants at 6065 Huntington Ct. NE, Cedar  Rapids, IA 52402 — 319-393-9100. The  figures are from an article, “Factors Affecting  Roof System Costs,” by Kent Mattison, P.E. Conducting effective thermal  building surveys requires under- standing construction methods  and the thermal characteristics  of building components, as well  as how to account for changing  thermal conditions within and  around buildings. Then, follow- ing the IR inspection, determine  where inside heat sources are  and whether they affected the  exterior images. Finally, perform  further analysis to confirm the  findings. Infrared inspections  provide the most cost effec- tive means of ensuring that the  roof is properly sealed, but the  presence of a thermal anomaly  does not indicate the presence  of moisture in the roof. It is  essential to follow up with core  samples and other techniques.  Reference ASTM C1153 Standard  practice for location of wet insu- lation in roofing systems using  infrared thermography. When you have accurately  identified moisture in a building’s  envelope, targeted maintenance  work can be performed. If you  discovered the problem using a  thermal imager, use the software  that came with the instrument  to document your findings in a  report. Include a thermal image  and a digital image of the rel- evant area of the building. Such  reports are the best way to com- municate the problems you find  and to suggest repairs.    Fluke Corporation     Thermal Applications: Moisture in building envelopes Safety tip: Before starting a roof inspection, review the OSHA safety guidelines.  Then, whenever you’re up on a roof doing an inspection, have a  partner with you—day or night. Some people count on their radios.  A radio alone is not good enough. People have died on roofs right  next to their radios! Besides, your partner can mark the edges of  areas of wet insulation while you scan the roof and make images. Fluke Corporation  PO Box 9090, Everett, WA 98206 U.S.A.Fluke Europe B.V.  PO Box 1186, 5602 BD   Eindhoven, The NetherlandsFor more information call:  In the U.S.A. (800) 443-5853 or   Fax (425) 446-5116  In Europe/M-East/Africa +31 (0) 40 2675 200 or   Fax +31 (0) 40 2675 222  In Canada (800)-36-FLUKE or   Fax (905) 890-6866  From other countries +1 (425) 446-5500 or   Fax +1 (425) 446-5116  Web access: http://www.fluke.com ©2005-2007 Fluke Corporation. Specifications   subject to change without notice. Printed in U.S.A.   12/2007 2519615 A-EN-N Rev B  PubID 10980-eng Fluke. Keeping your world   up and running. ®