STANOVENÍ NEJISTOT ZKUŠEBNÍCH METOD VE STAVEBNICTVÍ

Doc. Ing. Vojtěch Mencl, CSc. - VUT v Brně, Fakulta stavební
Doc. Ing. Jaroslav Novák, CSc. - ČVUT, Fakulta stavební

1. Úvod

Jedním z důležitých témat, která se pravidelně projednávají na naší konferenci, jsou problémy zkušebních metod, jejichž využití a přínos výsledků. Cílem příspěvku je informovat o obecných požadavcích na zkušební metody jak vyplývají z požadavků technických předpisů evropských organizací a souboru norem ISO 9000. Je třeba připomenout, že obdobné požadavky byly formulovány zakladateli moderního stavebního zkušebnictví. Prof. Bechyně formuloval požadavky moderního zkušebnictví ve svém encyklopedickémdíle Betonové stavitelství před 50lety, dr. Pavlík a ing. Doležal vydali před 25 lety knihu Konstruktivní vyšetřování betonových konstrukcí.

2. Základní postupy stavebního zkušebnictví

Zkouška slouží ke stanovení hodnoty jednoho nebo několika znaků podle definovaného věcného a časového postupu. Takto specifikovaný způsob provádění činností při využití měřících přístrojů a zkušebních strojů vytváří proces měření.

Proces je zcela obecně definován v normách souboru ISO 9000:2000. Jednotlivé úkony procesu měření jsou zatíženy chybami pracovníků, nepřesnostmi měřidel, vlivy prostředí a dalšími nespecifikovanými úkazy. Z nich pak vyplývají výsledné nejistoty výsledku procesu měření.

V oboru hydroizolací má zkušebnictví prioritní postavení v oblasti prevence potencionálních neshod a validace technologických procesů. Validací rozumíme potvrzení prostřednictvím zkoušek, pozorováním event. měřením, že požadavky na zamýšlené užití nebo aplikaci jsou splněny (čl. 3.8.5 ČSN EN ISO 9000:2001). Z hlediska řízení jakosti je validace technologických procesů nutná v případě, že nelze monitorováním nebo měřením ověřovat výsledný postup, tedy nedostatky se projeví až v provozu (čl. 7.5.2. ČSN EN ISO 9004:2001).

Tyto požadavky jsou pro zhotovitele hydroizolací natolik závažné, že je účelné neustále zdokonalovat zkušební metody.

3. Stanovení nejistot měření

Při hodnocení jakosti posuzováním shody s předepsanými parametry se využívá kvalitativních hodnocení a kvantitativních výsledků měření. Zatím co při kvalitativním posouzení výsledkem je např.stanovení, zda hodnocený znak je "lepší než" nebo "horší než" . Využití statistických metod při řízení jakosti), kvantitativní posouzení jakosti výrobků a procesů je založeno na výsledku měření zpravidla fyzikálních veličin. 

Měření je soubor experimentálních a výpočetních operací provedených měřícími přístroji za definovaných podmínek (např. vliv teploty, tlaku a vlhkosti vzduchu, postupu měření aj.) Na výsledek měření má důležitý vliv i člověk provádějící měření (např. přesnost odečítání na stupnici analogového přístroje nebo dodržení postupu měření a podmínek prostředí).

Měřením nelze zjistit skutečnou (pravou) hodnotu měřené veličiny. Chyba měření je rozdíl výsledku měření od skutečné hodnoty. Tuto chybu nelze přesně stanovit, ale je ji možno pouze odhadnout. Jak se změřená hodnota blíží skutečné hodnotě záleží na přesnosti měřících přístrojů a metod a na konkrétním provedení měření. Při vyjadřování výsledků měření je nutno mít kvantitativní vyjádření, které umožní odhad jejich spolehlivosti, tj. stanovení nejistoty měření. 

Nejistota měření je odhad přiřazený k výsledku měření, charakterizující interval hodnot o němž je možno tvrdit, že uvnitř něho leží správná hodnota (ČSN ISO 3534-1). Protože interval nejistoty je odhadem pro danou konfidenci, správná hodnota v něm leží jen s určitou pravděpodobností.

Určování nejistot měření

Základem pro určování nejistot je statistický přístup, který popisuje jak se mohou naměřené hodnoty veličiny odchylovat od její skutečné hodnoty s předpokladem určitého rozdělení pravděpodobnosti. Základní charakteristikou nejistoty je standardní nejistota u, daná směrodatnou odchylkou udávané hodnoty.

Standardní nejistota se uvádí v jednotkách měřené veličiny jako absolutní standardní nejistota nebo v % jako relativní standardní nejistota vztažená k průměrné hodnotě měřené veličiny.

Rozšířená nejistota U udává interval, ve kterém se může vyskytovat skutečná hodnota se zvýšenou pravděpodobnosti (se snížením rizika dosaženého výsledku). Rozšíření tohoto intervalu se získá vynásobením kombinované standardní nejistoty součinitelem krytí (rozšíření) k. Hodnota součinitele krytí se volí podle konfidence intervalu od 2,0 do 3,0. 

Nejčastěji je k = 2,0, což odpovídá konfidenci (pravděpodobnosti) 95 %.

Rozšířená nejistota je pak                 U( k = 2,0) = 2 u .

Zápis výsledku měření

Výsledek měření se uvádí ve tvaru Y = y ± U( k = 2,0) ,

kde y je naměřená hodnota a U( k = 2,0) je hodnota rozšířené kombinované nejistoty.

Výsledná hodnota nejistoty se zaokrouhlí na dvě číslice a hodnota měřené veličiny se zaokrouhlí tak, aby se poslední řád hodnoty veličiny i nejistoty shodoval, např.: 

veličina 146,732 
nejistota 8,484 
výsledek 146,7 ± 8,5.

V článku jsme uvedli pouze obecnou informaci a nebylo zde možno podat podrobný návod stanovení nejistot různých způsobů přímých nebo nepřímých měření. K tomu odkazujeme na příslušnou literaturu, autoři odkazují na připravovanou publikaci řízení jakosti ve stavebnictví - knižnice ČKAIT 2002. 

Článek byl zpracován za podpory výzkumného záměru MŠMT č. 261100007.

zpět na seznam