logo logo

Зачем тепловизоры строителям?

тепловизионная диагностика здания

Тепловизорами (инфракрасными камерами) называются приборы для регистрации электромагнитного излучения из инфракрасного диапазона и преобразования его в видимый диапазон. К видимому диапазону относится излучение с длиной волны от 0,8 мкм до 0,3 мкм. К инфракрасному диапазону – от 1000 мкм до 0,8 мкм. Понятно, что глаз человека не замечает ИК-излучение, оно воспринимается человеческой кожей как ощущение тепла, поэтому называется тепловым.

Современные тепловизоры имеют чувствительность к изменениям температуры около 0,1° Цельсия, что позволяет использовать их для бесконтактного измерения температуры различных объектов, в том числе, для тепловизионного обследования зданий и сооружений. Легкость и скорость получения актуальной информации о состоянии дверей, окон, крыш, стен делают ИК-камеры незаменимым и эффективным инструментом неразрушающего контроля в любой момент жизненного цикла здания – от этапа его строительства до эксплуатации. Эти проборы позволяют просто и надежно определять места любых утечек тепла. Поддержание комфортной температуры в рабочих и жилых помещениях, снижение затрат на обогрев зданий, ликвидация мест, через которые происходит бесполезная потеря энергии – решение этих задач невозможно представить без тепловизоров.

За годы промышленного использования инфракрасных камер российские специалисты накопили огромный опыт. На основе многолетнего наблюдения за эксплуатацией зданий и поиска лазеек, через которые уходит энергия обогрева, можно уверенно утверждать, что, среди всех ограждающих конструкций, крыша является вторым по величине источником теплопотерь. Она уверенно занимает второе место непосредственно после потерь энергии через двери и окна. Это естественное следствие конвекции, то есть, обмена воздуха между верхними и нижними слоями в помещении, происходящего в результате их неравномерного нагревания. Если теплый воздух не собирается для рециркуляции вентиляционной системой, то происходит неизбежное нагревание потолка и повышенная отдача тепла в чердачное помещение. После этого, плохое состояние самой кровли, низкое качество кровельных материалов, недостаточная герметичность стыков стен с кровлей вносят свой вклад в увеличение теплопотерь и, соответственно, расходов на поддержание приемлемой температуры здания.

термограмма утечек тепла на крыше здания

Особенно плоские крыши зданий способствуют проявлению негативных последствий этого эффекта. Плоские крыши больше других подвержены воздействию атмосферных осадков, которые медленно, но зато постоянно разрушают кровельные материалы. Атмосферная вода, проникающая в структуру материалов, создает капиллярные каналы, нарушающие герметичность кровли и мест её стыковки со стенами, вентиляционными и дымовыми трубами. Эти разрушения усиливают утечку теплого и влажного воздуха из помещения (так называемая эксфильтрация) и появление дополнительного конденсата. В холодное время года эти каналы превращаются в проводники холода. Опытный термографист при помощи профессиональной ИК-камеры способен локализовать дефекты такого рода, определить характер и причину их возникновения, дать практические рекомендации для устранения. Строителям и, в частности, кровельщикам тепловизионный контроль полезен следующим:
– возможностью определять техническое состояние чердачного помещения крыши и герметичность стыков её инженерных коммуникаций (вентиляционных шахт, воздуховодов, труб водоснабжения и отопления);
– возможностью получать информацию об уровне инфильтрации и эксфильтрации воздуха;
– визуализацией скрытых дефектов строительства, появление которых вызвано небрежным исполнением архитектурных решений и несоблюдением технологического регламента;
– получением данных о нарушениях толщины и качества укладки утеплителя, количестве адсорбированной им влаги;
– выявлять различные нарушения в температурно-влажностном режиме помещений.

Возможность электромагнитной волны распространяться в некоторой среде зависит от её длины. Например, слой воды в пару сантиметров является непреодолимой преградой для инфракрасного излучения с длиной волны около 1 мкм. Воздух атмосферы не является исключением и оказывает существенное влияние на электромагнитное излучение. Прозрачностью атмосферы называется способность воздуха пропускать, а не рассеивать направленное излучение. Окна прозрачности атмосферы определяют спектральный диапазон для работы тепловизоров. Условно, из всего множества ИК-камер можно выделить два класса: длинноволновые (с рабочим диапазоном от 7 до 14 мкм) и коротковолновые (диапазон 3-5 мкм). Тепловизионное обследование ограждающих конструкций можно выполнять при помощи того и другого класса инфракрасных камер. Необходимо просто помнить, что прозрачность различных материалов отличается для волн разных диапазонов. Таким образом, длинноволновые и коротковолновые камеры на выходе будут иметь непохожие термограммы. Например, стекло является прозрачным материалом для электромагнитных колебаний с волной меньше чем 2,7 мкм. Таким образом, длинноволновые тепловизоры не подходят для того, чтобы заглядывать за стеклянные окна и двери.

Далее, для качественного приема ИК-излучения в различных участках спектра используются различные физические явления. Они обуславливают использование охлаждаемых матриц в камерах коротковолнового диапазона и неохлаждаемых – в камерах длинноволнового.

Коротковолновые камеры обладают более высокой разрешающей способностью и большей контрастной чувствительностью, как следствие они имеют большую дальность обзора. К недостаткам охлаждаемых ИК-систем относятся стоимость, достаточно медленная скорость работы и ограниченный срок эксплуатации охлаждающего элемента. Например, российский портативный тепловизор ИРТИС, достаточно широко используемый в строительстве, имеет чувствительность в сотую долю градуса Цельсия, но его сканирующая оптическая система генерирует всего одну термограмму в две секунды, при этом прибор нуждается в охлаждении матрицы жидким азотом. Все вместе делает его не очень удобным для оперативной съемки.

Длинноволновые неохлаждаемые камеры используются для строительства гораздо чаще. На рынке широко представлены модели таких производителей как DALI, NEC, JENOTIK, FLIR. Все такие камеры позволяют получать инфракрасное изображение в реальном масштабе времени и имеют вполне удовлетворительную разрешающую способность в одну десятую градуса Цельсия.

Чем же они тогда отличаются? Можно не вдаваться в особенности комплектации и сложные технические подробности, а в первом приближении отметить один, наиболее важный, параметр – размер самой матрицы. Универсальность тепловизора во многом определяется именно этим. Аудит крупных объектов с удалённого расстояния рекомендуется выполнять только с профессиональными камерами, размеры матриц которых превышают 320×240 пикселей. Кроме того, у инфракрасных камер с меньшими матрицами отсутствует специальное программное обеспечение для склейки термограмм. Использование такой склейки позволяет получать более крупные тепловые картинки с высокой четкостью.

Кроме тепловизора, для качественной диагностики ограждающих конструкций, крайне желательно привлечение грамотного специалиста. Неподготовленный человек просто не справится ни с анализом полученных термограмм, ни с интерпретацией полученных результатов. Самостоятельная попытка определения дефектных участков представляется крайне сомнительным занятием. Например, надо знать, что тепловизионное обследование проводится только в зимний период, При этом в здании должно быть включено штатное отопление, разница температур внутреннего и внешнего воздуха должна составлять более 15 градусов.

Итого, выделим этапы предполагаемой покупки:
– выбор технических задач, для решения которых предполагается использование тепловизора;
– определение частоты его использования;
– выбор тепловизора и его комплектации;
– организация лаборатории теплового аудита;
– обучение или наём персонала.
После всего сказанного, надо признать, что покупка собственной камеры для небольшой строительной компании невыгодна. Получить финансовую пользу от такой покупки, по-видимому, смогут лишь эксплуатационные службы или фирмы, использующие эти приборы для проведения тепловизионных обследований на коммерческой основе.

Метки материала:

Похожие материалы:

bottom