Термовизионна камера за строителство: видове и правила за извършване на проверка на дома

Обективно да оцените извършените работи по изолацията на частен дом може по редица признаци. В повечето случаи това е количеството изразходвана електроенергия за отопление и показанията на термометрите. Но ако топлоизолацията се окаже неефективна, трудно е да се намерят причините без специално оборудване.

В такива ситуации се използва термограф за строителство. В представената от нас статия подробно е изложен принципът на действие и конструктивните особености на уреда. Приведени са правилата за ползване и обработка на получените при термографската снимка данни.

Защо да провеждате термографска снимка?

Обследването със строителен термограф на вила, дача или жилищен дом дава възможност да се видят на термограмата нещата, които се случват вътре в различни предмети и конструкции на сградата, без изобщо да се докосват. Това се нарича неразрушаващ контрол.

Този вид преглед ще покаже състоянието на отоплителните тръбопроводи в стените и топлия под без отваряне на мазилката или керамичните плочки.

В основата на термографската диагностика лежи принципът на фиксиране на нееднородностите на топлинното поле, което позволява да се прецени състоянието на изследваните обекти.

Чувствителността на някои модели достига стотни от градуса, благодарение на което може не само да се види топлинният отпечатък по повърхността на конструкциите, но и да се разбере какво точно се случва вътре.

Уникално предимство на съвременните термографи пред другите средства за контрол е именно възможността да се погледне вътре в предметите без нарушаване на тяхната цялост. Дори минимално отклонение на температурните показатели от нормата ще свидетелства за наличие на неизправности, например в електрическата мрежа.

Проверката на частен дом с термограф ще помогне да се решат най-различни задачи:

• да се локализират местата на изтичане на топлина и да се определи степента на тяхната интензивност;
• да се контролира ефективността на пароизолацията и да се установи образуването на конденз по различни повърхности;
• да се избере правилно типът на изолацията и да се изчисли необходимото количество топлоизолационен материал;
• да се открие протичане на покрива, тръбопроводите и топлопреносните мрежи, изтичане на топлоносител от отоплителната система;
• да се провери въздухонепроницаемостта на прозорците с двоен стъклопакет и качеството на монтаж на вратите;
• да се проведе диагностика на вентилацията и системата за климатизация;
• да се определи наличието на пукнатини в стените на съоръжението и техните размери;
• да се намерят местата на запушвания в системата за топлоснабдяване;
• да се диагностира състоянието на електрическата инсталация и да се установят слабите контакти;
• откриване на местообитанията на гризачи в дома;
• намиране на източниците на сухота/повишена влажност в частна сграда.

Строителният термограф дава възможност оперативно да провери съответствието на параметрите на построената сграда с техническите изисквания, да оцени качеството на недвижимия обект преди покупката му и да диагностира работата на вътрешните комуникации.

Извършеното обследване на дома с термографски скенер преди началото на полагането на топлоизолационни материали ще помогне правилно да се изчислят разходите за изолация

А след приключване на работите термографската снимка ще позволи да се проконтролира крайният резултат и да се открият недостатъците на монтажа, които създават топлинни загуби. Проверката ще покаже и мостовете на студа, които могат бързо да се отстранят при подготовката за зимния сезон.

Преди реконструкция или ремонт на стари съоръжения уредът с инфрачервена камера ще дойде на помощ, за да открие най-студените зони и местата на течове, проблеми с топли подове и обективно да оцени обема на планираните строителни работи.

Устройство и принцип на работа

Чувствителният елемент на всеки термограф е датчик, който трансформира инфрачервеното лъчение на различни обекти от неживата и живата природа, както и на фона, в електрически сигнали. Получената информация се преобразува от уреда и се възпроизвежда на дисплея под формата на термограми.

При всички живи организми в резултат на метаболитните процеси се отделя топлинна енергия, която се вижда отлично от оборудването

При механичните апарати нагряването на отделните съставни части се дължи на постоянното триене в точките на съединение на подвижните елементи. В оборудването и системите от електрически тип се нагряват токопроводящите детайли.

След насочването и снимането на обекта ИК-камерата мигновено формира двумерно изображение, съдържащо пълни сведения за температурните показатели. Данните могат да се съхранят в паметта на самото устройство или на външен носител, а могат да се прехвърлят чрез USB-кабел на компютър за детайлен анализ.

Някои модели термографи имат вградени интерфейси за моментално безжично предаване на цифрова информация. Регистрираният топлинен контраст в зрителното поле на термографа позволява да се визуализират сигналите на екрана на уреда в полутонове на черно-бялата палитра или в цвят.

На термограмите се изобразява интензитетът на инфрачервеното лъчение на изследваните конструкции и повърхности. Всеки отделен пиксел съответства на конкретна стойност на температурата.

Чрез нееднородностите на топлинното поле се откриват грешки в инженерните конструкции на дома и дефекти на строителните материали, недостатъци на топлоизолацията и некачествен ремонт.

На черно-бял екран на топловизора най-светлите ще бъдат изобразени топлите зони. Всички студени обекти ще бъдат практически неразличими.

На цветен цифров дисплей участъците, които излъчват повече топлина от другите, ще светят в червено. С намаляване на интензивността на излъчване спектърът ще се измества към виолетовото. Черният цвят на термограмата ще отбелязва най-студените зони.

За обработка на резултатите, получени от топловизора, е достатъчно да свържете уреда към персонален компютър. Това ще позволи да пренастроите цветовата палитра на термограмата така, че необходимият температурен диапазон да бъде най-добре забележим.

Съвременните многофункционални устройства са оборудвани със специална матрица-детектор, която се състои от огромен брой съвсем миниатюрни чувствителни елементи.

Инфрачервеното лъчение, записано от обектива на топловизора, ще се проектира върху тази матрица. Такива ИК-камери са способни да открият температурен контраст, равен на стойности от 0,05–0,1 °C.

Повечето модели топловизори са оборудвани с течнокристален контролен дисплей за показване на информация. Въпреки това качеството на екрана не винаги свидетелства за високото ниво на инфрачервеното оборудване като цяло.

Основният параметър е мощността на микропроцесора, използван за кодиране на получените данни. Скоростта на обработка на информация играе основна роля, тъй като снимките, направени без статив, могат да се окажат размазани.

Функционирането на топловизионните устройства се основава на фиксиране на температурната разлика между общия фон и обекта, и преобразуване на получените данни в графично изображение, видимо за човешкото око.

Още един важен параметър е разделителната способност на матрицата. Устройствата с по-голям брой чувствителни елементи дават по-качествени двумерни изображения от топловизионните уреди с по-малка разделителна способност на матрицата-детектор.

Тази разлика се обяснява с това, че на една чувствителна клетка се пада по-малка площ от повърхността на изследвания обект. В графичните изображения с по-голяма разделителна способност оптичните шумове са почти незабележими.

Видове термографски уреди

Проверката на частен дом за топлинни загуби с ИК-камера дава възможност да се извършат максимално точни измервания и качествен анализ на всички температурни показатели. А след това, въз основа на бързо получените данни, да се извършат компетентно ремонтни работи и/или модернизация на жилищния обект.

За топловизионна диагностика се използват два типа устройства:

• стационарни топловизори;
• портативни инфрачервени камери.

Стационарните уреди се използват основно в производствени предприятия. Те са предназначени за редовна проверка на състоянието на електрическите мрежи и постоянен мониторинг на сложно технологично оборудване. Стационарните системи за термовизия са изградени на полупроводникови матрици от фотоприемници.

С помощта на преносими термокамери се извършва енергиен одит на жилищни многофамилни сгради и частни постройки. Тези устройства се използват както за еднократна локална проверка, така и за комплексна диагностика на къщи.

Преносимите термокамери са разработени на основата на силициеви неохлаждаеми микроболометри и отлично подхождат за приложение в труднодостъпни места.

Термовизионното заснемане е ефективен безконтактен метод за обследване, който е целесъобразно да се комбинира с прилагането на аеродвери за измерване и контрол на въздухопропускливостта на сградите.

В зависимост от функционалните възможности се различават три вида термокамери:

1. Наблюдателни уреди — осигуряват само визуализация на различни термоконтрастни обекти, често в монохромен вид.
2. Измервателни устройства — създават графично изображение в рамките на инфрачервеното излъчване и присвояват на всяка точка от светлинния сигнал определена температурна стойност.
3. Визуални пирометри — предназначени са за безконтактни температурни измервания и визуализация на топлинното поле на конкретни обекти с цел откриване на зони с отклонения от нормалните показатели.

Цената на добрите функционални приемници за топлинно излъчване започва от 3000 долара. Тяхната покупка за еднократно обследване на къща е просто нерентабилна. Много компании днес предлагат строителни термокамери под наем за денонощие. Това е много удобна услуга.

Също така можете да поръчате пълно професионално термографско обследване на вила/къща. Средната цена на заснемането с термокамера е 5 долара за 1 квадратен метър площ на частен жилищен обект.

Като правило, цената на термокамерите е показател за тяхната функционалност. Но дори бюджетните модели ефективно извършват инфрачервена диагностика. И затова при избора трябва да се ориентирате по базовите технически характеристики и способността им да решават конкретни задачи.

Функционалните възможности на термокамерите зависят от разделителната способност на инфрачервения сензор, неговата чувствителност и работния температурен диапазон.

Голям плюс е наличието на допълнителни функции, а именно: цифрово мащабиране, лазерен показалец, съставяне на анотации към термограмите, настройваема цветова сигнализация, определяне на участъци с максимални и минимални температурни показатели.

Значително ще улеснят термовизионната диагностика на дома и различни аксесоари – сменяеми оптични широкоъгълни обективи за разглеждане на общия план и телеобективи за детайлизиране на критични участъци, сгъваеми стативи, контейнери за съхранение на акумулатори.

Правила за използване на термографа

Основната задача на термовизионното обследване е безгрешно да се открият загубите на топлина и дефектите в работата на инженерните системи, както и да се открият възможните слаби места на жилищния обект на етапа на строителство.

Термовизионната диагностика на сгради включва:

• обследване в дълговълновата инфрачервена област на спектъра в диапазон 8-15 мкм;
• построяване на температурна карта на изследваните предмети и повърхности;
• мониторинг на динамиката на топлинните процеси;
• точен изчисление на топлинните потоци.

Проверката на жилищния обект се извършва както отвън, така и вътре в сградата. В първия случай инфрачервената снимка позволява да се открият груби дефекти на инфилтрация на въздушни потоци през ограждащите конструкции на дома и дефекти на топлоизолацията. Във втория — да се открият грешки в функционирането на отоплителната система и електрозахранващата мрежа.

По-добре е да се провежда термовизионна диагностика през студения сезон, когато разликата в температурните показатели навън и в къщата е повече от 10 градуса по скалата на Целзий.

Колкото по-голям е температурният градиент, толкова по-точни са резултатите от проверката. Освен това, за да се получат коректни данни, обследваният жилищен обект трябва да се отоплява непрекъснато не по-малко от 2 денонощия. През летния период да се обследва сграда с термовизор е практически безполезно поради минималната разлика в температурите.

Проверката на сгради с приемници на топлинно излъчване показва разпределението на температурните полета по повърхностите на предмети или конструкции в конкретен момент от време. Поради това провеждането на заснемане с инфрачервена камера силно зависи от редица условия, чието спазване е критично за получаване на коректни резултати.

Върху работата на уреда влияят силен вятър, слънце и дъжд. Под тяхно въздействие къщата ще се охлажда или нагрява, а следователно проверката може да се счита за неефективна. Обследваните конструкции и повърхности не трябва да се намират в зоната на попадение на ярки директни слънчеви лъчи или отразено излъчване в продължение на 10-12 часа преди началото на термовизионната диагностика.

Препоръчва се вратите и прозорците да се държат във фиксирано положение 12 часа преди заснемане с инфрачервена камера и по време на проверката на сградата.

Преди началото на обследването на къщата на устройството е необходимо да се зададат основните настройки, а именно:

• да се зададат долната и горната граница на температурата;
• да се настрои диапазонът на термовизионно заснемане;
• да се избере нивото на интензивност.

Другите показатели се регулират в зависимост от типа на топлоизолацията, материалите на стените и подовите конструкции. Енергийният одит на частна къща започва с проверка на основата, фасадата и покрива на сградата.

На този етап е много важно да се извърши щателна диагностика, тъй като участъците на една равнина се различават значително и приемниците на топлинно излъчване задължително ще покажат това.

След проверка на външната част се пристъпва към диагностични мероприятия вътре в жилищната сграда. Тук се откриват около 85% от всички строителни дефекти и неизправности на инженерните системи.

Снимката се извършва в посока от прозоречните блокове към вратите, като бавно се изследват всички технологични отвори и стени. При това вратите между стаите се оставят отворени, за да се стабилизират потоците на нагрятия въздух и да се сведе до минимум вероятността от грешки при измерванията.

Термокамерният контрол предполага поетапна проверка на различни зони на ограждащите конструкции, които за снимане с инфрачервена камера задължително трябва да бъдат отворени. За това е необходимо да се освободи подпрозоречното пространство, да се организира безпрепятствен достъп до первазите и ъглите.

Стените за времето на вътрешната термография на сградата е необходимо да се освободят от килими и картини, отлепени стари тапети и други предмети, които пречат на пряката видимост на изследвания обект.

Къщите, оборудвани с радиатори за отопление, е прието да се снимат само от външната страна. Диагностиката на фасадите се провежда при благоприятни метеорологични условия – липса на влажна мъгла, задименост, атмосферни валежи.

Интерпретация на получените данни

Термокамерните устройства регистрират температурна разлика от 3 ºC, а това ще се отрази на термограмата като аномална зона в характерен цветови спектър. Въпреки това самото спектрозонално изображение не е достатъчно основание, за да се счита диагностираният участък за дефектен.

За всички аномални зони е необходимо да се извършат топлотехнически изчисления и тогава вече да се направят изводи за състоянието на изследваните обекти.

А затова в комплекта с преносимите термокамери се доставя инструментален софтуер за качествен и количествен анализ на термограмите, както и за създаване на отчети.

Всичко това означава, че за работа с инфрачервената камера не се изисква специална подготовка. След като се проучи ръководството на потребителя, не е трудно самостоятелно да се извърши термокамерна проверка и обработка на резултатите в предлаганата програма. След анализ на получените показатели приложението ще даде експертна оценка на снимките.

Освен това, събраната от оборудването информация може да се пренесе в програми за обработка на статистически данни – таблични процесори или специални инженерни помощни програми, например MathLab.

Също така си струва да се отбележи, че термокамерата може да дава некоректни резултати в случай на неправилна настройка. Подобни ситуации се случват при изследване на такива повърхности като стъкло, лъскава плочка, огледало.

Инфрачервеното излъчване на близко разположени обекти ще се отразява в тези повърхности, което ще доведе до изкривяване на термограмите. За да се определи правилно температурата на огледалните повърхности в термовизионните устройства, е необходимо допълнително да се настроят корекционните коефициенти.

Трябва да се вземе предвид и студеното излъчване, което може да се отразява от прозорците и покрива на жилищния обект. Получената термограма може да бъде значително по-студена от реалното състояние на къщата.

Количественият метод за анализ на разпределението на температурните полета по повърхността на конструкциите не отчита коефициента на излъчване и фоновата радиация на околната среда. Освен това няма значение дали снимките се правят с ИК камера на място или получените резултати се обработват от софтуер.

При провеждане на диагностични дейности вътре в сградата се получават по-достоверни резултати, тъй като външните климатични условия не влияят на изследваните повърхности. Крайните термограми след обработка с подходящи програми отговарят на действителността.

Използването на строителен термовизор позволява обективно да се оцени качеството на топлоизолацията на сградата, да се открият студени мостове и слягане на изолацията, както и да се намерят скрити повреди и дефекти при монтажа на прозоречни блокове, врати, некачествено изпълнени съединения на покрив, стени и подове.

Инфрачервената диагностика дава възможност правилно, а следователно и икономично, да се извършат работи за минимизиране на топлинните загуби в жилищен обект, да се намалят разходите за изолация на пода и топлоизолация на други конструкции.

Провеждането на изследователска процедура ще даде възможност за грамотен избор на изолация за стени и таван на частна постройка. В резултат на това ще се намалят разходите за отопление на частната къща.

Изводи и полезно видео по темата

Принцип на работа на термовизора, проверка на сградата след изолация за наличие на дефекти и правилна интерпретация на изображения в инфрачервените лъчи във видеото:

Функционални възможности на термографските скенери:

Видеоклип за това как да се направи анализ и да се създаде технически отчет за диагностика на къща с термовизионно устройство, използвайки софтуерния модул Testo IRSoft:

Днес термовизионното обследване с ИК камера е авангардна технология за неразрушаващ мониторинг, която позволява да се контролира състоянието на различни конструкции, комуникационни мрежи и ел. оборудване.

Изследването на топлинните загуби с помощта на термовизора се провежда, за да се предотврати възникването на аварийни ситуации, да се открият дефекти на топло- и хидроизолацията, да се установят неизправности в инженерните системи на къщата.

А имате ли опит с използването на термокамера за изследване на слабите места във вашата селска къща/апартамент? Може би можете да споделите полезни сведения за определяне на топлинните загуби от строителната конструкция? Пишете, моля, коментари, задавайте въпроси, публикувайте снимки по темата на статията в разположения по-долу блок.