Тепловизионное обследование – как сделать и зачем нужно?
Зачем нужно тепловизионное обследование частного дома
Нормальная температура в жилых домах — важнейшая составляющая комфорта. И когда драгоценное тепло улетучивается, не успев согреть владельцев жилища, или, того хуже, промерзают ограждающие конструкции, возникает проблема поиска и ликвидации «аварийных участков». Решить её поможет инфракрасная камера — тепловизор
Человеческий глаз устроен таким образом, что воспринимает лишь часть диапазона электромагнитных волн с длиной 0,2-0,7 мкм. Тепловые же излучение относятся к невидимому нами инфракрасному диапазону спектра (длина волны 8-14 мкм). К счастью, теперь существуют тепловизоры — приборы, способные не только различать, но и фиксировать такие излучения. Их используют для обследования объектов, в ходе которого строятся температурные карты поверхностей, позволяющие выявить:
- зоны эксфильтрации (утечки) тёплого воздуха из дома;
- места инфильтрации (притока) холодного воздуха в жилище с улицы;
- теплопроводные включения (мостики холода) в строительных конструкциях здания и местах их сопряжения;
- дефекты образующих стену элементов и их соединений (в каменных домах можно определить даже качество составляющих стену кирпичей и швов между ними, в деревянных — межвенцовых швов, конопатки и т. д.);
- брак укладки утеплителей и повреждения теплоизоляционного ковра;
- недочёты при установке окон (стеклопакетов) и дверей;
- скрытые протечки внутренних систем отопления и водоснабжения;
- засоры (зашлаковку) труб системы отопления;
- зоны перегрева электропроводки и соединительных контактов.
Также с помощью тепловизора можно оценить уровень сопротивления теплопередаче для ограждающих конструкций здания, установить зоны вероятного выпадения конденсата на них и связанного с этим увлажнения строительных материалов; обнаружить ошибки проектирования и даже произвести поиск скрытых инженерных коммуникаций. Но не будем забегать вперёд. Давайте обо всём по порядку.
ЧТО ТАКОЕ ТЕПЛОВИЗОР
В основу принципа действия тепловизора положено двухмерное преобразование теплового излучения от объектов и местности, или фона, в видимое изображение, которое может сохраняться в цифровом формате. При этом более тёплые объекты отображаются на дисплее прибора в жёлто-оранжевс-красной гамме, а те. что холоднее, — в зелёно-синей.
О ТЕПЛЕ И ЦВЕТЕ
Тепловизор может выдавать как чёрно-белое, так и цветное изображение. В первом случае горячие точки выглядят более светлыми, а холодные — темными. Такой метод представления очень удобен для наблюдения и поиска (именно он чаще всего используется в тепловизионных охранных системах, прицелах и т. п.). Однако в тех случаях, когда тепловое изображение необходимо для детального анализа распределения температурного поля, яркость не лучший показатель.
Гораздо увереннее человеческое зрение улавливает цветовые различия, поэтому приборы для тепловизионного обследования «перекрашивают» чёрно-белую картинку в полихромную, применив одну из принятых цветовых палитр. Оператор только помогает выбрать ту, которая делает термограмму наиболее информативной.
ВНЕШНЕЕ ТЕПЛОВИЗИОННОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ДОМА
Состоит из двух этапов. Первый — подготовительный — занимает 20-30 мин, на протяжении которых измеряются температура, влажность, давление воздуха, скорость ветра, а также контактным способом замеряется температура поверхности стен и т. п. Полученные данные вносятся в тепловизор с целью его калибровки и точной настройки. На втором этапе производится внешнее обследование дома, которое длится 1-2 ч. При этом выявляются аномальные тепловые зоны (читай — дефектные) в фундаменте, окнах, стенах, кровле и местах их сопряжения друг с другом.
Практика показывает, что наружная тепловизионная проверка в установившемся режиме эксплуатации дома позволяет выявить лишь достаточно серьёзные дефекты. Например неплотности оконных и дверных конструкций, плохое утепление и герметизацию примыканий кровли к стенам, а также места утечки тепла через дефекты стеновых конструкций и их примыканий к цоколю дома.
ВНУТРЕННЕЕ ТЕПЛОВИЗИОННОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ДОМА
В зависимости от площади дома она занимает от 1 до 5 ч и позволяет обнаружить более 90 % дефектов, связанных с нарушением технологии строительства. Важно, что обследование должно проводиться не выборочно, а последовательно — каждой стены, окна или двери. Одновременно собирают информацию о влажности материалов (для этой цели применяют специальным сканер или влагомер), проверяют наличие конденсата и т п.
Внутреннее тепловизионное изыскание является более полным, чем внешнее, и предназначено для детального обнаружения строительных дефектов. И снимки здесь получаются принципиально иными, чем при внешней съёмке. Например, дефект утепления зоны примыкания крыши к стене дома, неплотность продольных межвенцовых и угловых соединений клеёного бруса, а также плохо утеплённые и негерметичные участки периметра окна тепловизор фиксирует как мостики холода и окрашивает в синий цвет
Приборов для проведения тепловизионных обследований существует достаточно много. Не вдаваясь в сложные технические подробности и особенности их комплектации, можно отметить, что они, как и ставшие уже привычными цифровые фотоаппараты, различаются по количеству и размерам чувствительных элементов-матриц, которые могут иметь разрешение 160 х 120,320 х 240 и 640 х 480 пике Но, в отличие от фотоаппарата, тепловизор — это еще и метрический прибор, и если использование маленькой матрицы в первом случае приводит только к ухудшению качества картинки, то в тепловизоре (особенно на технически сложных объектах) — к потере точности измерения. Поэтому в среде специалистов сложилось чёткое разделение устройств по сферам применения в соответствии с разрешающей способностью. Так, аппараты с матрицей 160 х 120 пике, должны применяться для наблюдения областей с плавными изменениями температуры на относительно большой площади и объектов с существенной разностью температур.
Разрешение 320 х 240 пике, позволяет проводить внешнее обследование зданий и сооружений, детально изучать качество ограждающих конструкций, дымовых труб, электрических машин, линий электропередач и т. д.
Камеры 640 х 480 пике считаются универсальными и используются для исследования практически любых объектов, а также для научных изысканий. Объективности ради отметим, что с подобным делением тепловизоров согласны далеко не все, кто имеет к ним отношение, справедливо утверждая, что качество и результат диагностики во многом определяют мастерство и опыт «человека с прибором». Специалист выявит все дефекты и с помощью камеры, оснащённой матрицей 160 х 120 пике., а «неумехе» не поможет и гораздо более совершенный аппарат. С этим утверждением трудно не согласиться.
Все представленные на рынке тепловизоры можно условно разбить на две группы: коротковолновые (3-5 мкм) и длинноволновые (7-1Д мкм). И те и другие применяются при обследовании ограждающих конструкций. Основное их различие — в способности «видеть» через разные материалы, которые прозрачны или полупрозрачны для одного диапазона волн (к примеру, коротких) и абсолютно не прозрачны для другого (длинных). Иллюстрацией к данному тезису может служить стекло.
Коротковолновые камеры Irtis российского производства обладают высокой температурной чувствительностью (0,01 °С), но их матрицу нужно охлаждать жидким азотом, поэтому они применяются крайне редко. По строительным объектам специалисты путешествуют в основном с длинноволновыми приборами таких мировых производителей, как Testo, Flir, Jenoptik, Nec, Daii, Irtis и др.
Предлагаемое этими компаниями оборудование работает е диапазоне температур -20…+250 °С и обладает чувствительностью не менее 0,1 °С, чего вполне хватает для решения большинства «строительных» задач. Однако следует учитывать, что у каждой фирмы-изготовителя собственный формат файлов термограмм и своё программное обеспечение (ПО) для их просмотра и обработки. При этом ПО подразделяется на базовое и дополнительное. Первое поставляется в комплекте с камерой, второе покупается отдельно, и его установка, например, позволяет делать склейку термограмм, что при анализе состояния крупных объектов гарантирует меньшую погрешность измерений и более чёткую тепловую картину.
Тепловизионным исследованиям на скрытые дефекты должны быть подвергнуты все без исключения строительные элементы дома. Причём как снаружи, так и изнутри.
КОГДА ПРОВОДИТЬ ОБСЛЕДОВАНИЕ
Обследование ограждающих конструкций возможно только в зимний период при включённой штатной системе отопления (необходимо, чтобы дом обогревался так по меньшей мере два дня) — при этом перепад температур воздуха внутри и снаружи здания должен быть не менее 15 °С, а перепад давления — минимум 1 Па. Чем больше эти величины, тем выше будет качество тепловизионной съёмки.
Существует ряд факторов, ограничивающих применение прибора или искажающих данные диагностики. Например, солнечный нагрев поверхностей, атмосферные осадки и ветер могут маскировать температурные аномалии, связанные с дефектами тепловой защиты.
← Назад