Материал: Термографический контроль энергоэффективности зданий. Буянов В.И., Попов Б.А

Подготовка к измерениям

Тепловизионные измерения проводят при перепаде температур между наружным и внутренним воздухом, превосходящем минимально допустимый перепад , °C, значение которого определяют по формуле

,

где - предел температурной чувствительности тепловизора, °С;

- проектное значение сопротивления теплопередаче, °C·м²/Вт;

α - коэффициент теплоотдачи, принимаемый равным: для внутренней поверхности стен - по нормативно-технической документации, для наружной поверхности стен при скоростях ветра 1; 3; 6 м/с - 11; 20; 30 Вт/м² • °С соответственно;

- относительное сопротивление теплопередаче подлежащего выявлению дефектного участка ограждающей конструкции.

Чем выше перепад температур, тем более точными являются и лучше поддаются анализу и обработке результаты тепловизионных обследований (во многих случаях оказывается достаточным перепад температуры между внутренним и наружным воздухом не менее 10 °C - 15 °C.).

Анализ однократно полученных термограмм часто затруднен ввиду того, что температурные аномалии, обусловленные переходными процессами и некачественной теплоизоляцией ограждающей конструкции, могут оказаться неразличимыми. Проведение однократного термографирования в нестационарных условиях допускается только при термографическом осмотре, результаты которого считают предварительными.

Обследуемые поверхности не должны находиться в зоне прямого и отраженного солнечного облучения в течение 12 ч до проведения измерений. Оконные и дверные проемы в обследуемом объекте рекомендуется сохранять в фиксированном положении в течение 12 ч до начала и в процессе проведения измерений.

Измерения не рекомендуется проводить, если значение интегрального коэффициента излучения поверхности объекта менее 0,7. Значения коэффициента излучения выбирают из технической документации к тепловизору, справочной литературы для заданных материалов в спектральном диапазоне тепловизора либо измеряют в натурных или лабораторных условиях.

Точки съемки выбирают так, чтобы поверхность объекта измерений находилась в прямой видимости под углом наблюдения не более 60°. Под данными углами должны находиться все поверхности, подлежащие анализу в рамках каждой термограммы.

Удаленность точек съемки , м, от поверхности объекта выбирают исходя из величины наименьшего линейного размера , м, подлежащего выявлению участка ограждающей конструкции по формуле

,

где - мгновенное поле зрения тепловизора, определяемое как линейный угол зрения одного элемента разложения термограммы, рад.

Значение Н может быть принято равным:

- при контроле внутренней поверхности - от 0,01 до 0,2 м;

- при контроле наружной поверхности - от 0,2 до 1 м.

Тепловизионные измерения проводят при отсутствии атмосферных осадков, тумана, задымленности. В случае необходимости осмотр и обзорное термографирование могут проводиться в условиях дымки или дождя. В этом случае анализ термограмм будет затруднен и потребует учета поглощения теплового излучения атмосферой.

Поверхности ограждающих конструкций в период тепловизионных измерений не должны подвергаться дополнительному тепловому воздействию от биологических объектов, источников освещения. Минимально допустимое приближение оператора тепловизора к обследуемой поверхности составляет 1 м, электрических ламп накаливания - 2 м.

Детальное термографирование поверхностей, находящихся в непосредственной близости (менее 1 м) от отопительных приборов, работающих электронных приборов, систем подачи холодной и горячей воды, в случае если их температура существенно отличается от температуры воздуха, не проводят.

Поверхности контролируемых участков стен освобождают от картин, ковров, отслоившихся обоев и других предметов, исключающих прямую видимость объекта.

Проведение измерений

Осмотр объекта

Основными требованиями являются отсутствие прямых и отраженных солнечных лучей и наличие минимального перепада температуры между внутренним и наружным воздухом.

Осмотр выполняют с целью создания общей характеристики качества теплоизоляции и выявления мест для последующего детального термографирования. Результаты, получаемые в ходе осмотра объекта, считаются предварительными и не могут быть самостоятельно использованы для анализа наблюдаемых дефектов.

В процессе осмотра, если планируется детальное термографирование, выбирают реперные и базовый участки, которые любым доступным способом отмечают непосредственно на ограждающей конструкции или на ее плане. За базовый принимают участок ограждающей конструкции, линейные размеры которого превышают две толщины, имеющий равномерное температурное поле. При внешней съемке в отопительный период температура базового участка должна быть близкой к минимальной температуре на поверхности ограждающей конструкции, а при внутренней съемке - к максимальной температуре.

За реперные участки принимают области с постоянными температурами, существенно отличающимися от температур других областей поверхности.

Проведение обзорного и детального термографирования

Тепловизор устанавливают на выбранном месте, включают и настраивают в соответствии с инструкцией по его эксплуатации. Затем выбирают реперные и базовый участки. Для привязки реперных участков к термограммам объект контроля фотографируют с отмеченными участками или наклеивают рядом на бездефектной области металлизированную пленку.

Непосредственно перед началом и после термографирования измеряют температуру и влажность внутреннего и наружного воздуха термогигрометром и регистрируют значения в журнале.

В процессе обследования контролируют температуру наружного воздуха с частотой не менее одного раза в 15-30 мин, результаты заносят в журнал.

При наружном обследовании измеряют скорость ветра вблизи поверхности ограждающей конструкции, результаты также заносят в журнал.

Перед или после каждой термографической съемки измеряют температуру в выбранных точках на реперных участках. В процессе термографической съемки каждому снятому кадру присваивают номер, который с комментариями заносят в журнал.

Если предполагается объединение термограмм для получения панорамных снимков, термографирование проводят с перекрытием не менее 10% каждой соседней термограммы.

Все угловые стыки наружных и внутренних поверхностей ограждающих конструкций (стен, потолка, пола, карнизов, сопряжений с землей и др.) рекомендуется подвергать дополнительному детальному термографированию.

Примеры термограмм зданий и сооружений

2.4. Обработка результатов (термограммы) Обработка термограмм

Целью обработки термограмм является переход от радиационных температур, регистрируемых тепловизором, к истинным температурам поверхности. Обработка изображения - это преобразование полученного тепловизором изображения в цифровую форму и подготовка данных для передачи на компьютер или для визуального анализа.

Обработку термограмм проводят либо программными средствами непосредственно тепловизора, либо с помощью ЭВМ путем математической обработки записанного в оцифрованном виде теплового изображения. Обработка термограмм с помощью ЭВМ не требуется, если полученные с помощью тепловизора значения температур в реперных участках совпадают с температурами, измеренными контактным методом. Обработку термограммы считают завершенной, если полученные в ходе пересчета значения температуры на реперных участках в рамках приборной погрешности совпадают с измеренными значениями, а также учтено влияние на регистрируемую температуру изменения коэффициента излучения по области термограммы.

Обработку термограмм не проводят или проводят в упрощенном виде, если термографирование выполняют на качественном уровне, т.е. определяют участки поверхности с различными температурами, сравнение которых служит основанием для вынесения решения о наличии дефектности теплоизоляции.

Если термографирование проводят на количественном уровне, т.е. необходимо получение максимально точных значений распределения температур на поверхности для проведения расчетов тепловых потерь и повышения достоверности оценок причин и степени нарушения теплоизоляции, то обработка термограмм является обязательной.

Упрощенная обработка термограмм проводится путем сдвига шкалы температуры на величину, равную разности между измеренной и зарегистрированной тепловизором температурами на реперном участке или настройкой параметров тепловизора при съемке. К таким параметрам относятся: коэффициент излучения поверхности, температура отраженного излучения, температура окружающей среды, удаленность точки съемки и влажность воздуха.

Анализ полученных результатов и составление отчетной документации

Кроме способности правильно пользоваться и применять тепловизоры, работа термографиста заключается в анализе, составлении отчетов и документировании результатов обследования оборудования. Для правильного выполнения этой задачи существуют специальные инструменты.

Термография очень зависит от способности термографиста квалифицированно проводить обследования, собирать необходимые дополнительные данные и правильно интерпретировать результаты. Термографисту приходится учитывать множество разнообразных факторов, поэтому он должен иметь достаточный опыт и квалификацию для проведения тепловизионных обследований.

После оценки температурных данных, результаты исследования нужно представить в понятной форме в виде написанного отчета. Результатом отчета часто являются предписания о выполнении необходимых действий для устранения проблем, выявленных во время тепловизионного обследования. Так же в отчете обычно дается дополнительная информация, включающую указание места, где находится проблема, диагноз и предполагаемые действия для исправления. Термографист предоставляет ключевую информацию по результатам тепловизионного обследования, которую можно совместить с результатами других обследований или испытаний, с расписанием проведения обслуживания или ремонта, а так же анализ расходов перед выдачей заключения.

Отчеты могут иметь разный вид и содержать различные данные. Однако все они должны содержать следующую информацию:

• ФИО термографиста;

• марка и серийный номер тепловизора (с датой его последней калибровки);

• необходимая информация об окружающих условиях (скорость и направление ветра, осадки, влажность, температура окружающего воздуха);

• наименование и место расположения оборудования и обследуемых или проверяемых компонентов;

• параметры настроек прибора, такие как коэффициент излучения и настройки температуры фона;

• тепловизионные изображения обследованного объекта и его компонентов в видимой зоне спектра;

• рекомендации по повторному проведению обследования для подтверждения результатов ремонта оборудования