Круглогодичное применение тепловизоров для диагностики зданий

Опубликовано: 10 ноября 2010 г. в 10:44, 1843 просмотраКомментировать

Висенте Секуэйра Рибейро, магистр естественных наук.
Fluke Thermography

Несмотря на то, что тепловые методы исследования обычно ассоциируются с применением в холодное время года, на самом деле существует множество задач, которые решаются в зданиях при помощи тепловизоров на протяжение всего года. Выявление влаги является, возможно, наиболее важным для реставрации и ремонта зданий, систем и оборудования вентиляции и отопления, обследования кровель, встроенных в полы систем отопления/охлаждения и сантехнических работ.

Влага, которая появляется вследствие течей в ограждающих конструкциях зданий, встроенных в полы системах отопления/охлаждения, конденсации из-за инфильтрации или эксфильтрации воздуха, либо неисправностей водопровода, может привести к повреждению теплоизоляции здания, коррозии строительных конструкций, что создает проблемы для здоровья, безопасности, а так же приводит к увеличению потерь энергии.

Тепловизоры могут быстро и просто выявить проблемные области и обеспечить информацию и документальное подтверждение для ремонта и последующей проверки правильности выполнения ремонта, помогая сократить количество жалоб и исковых заявлений.

Наряду с ростом обеспокоенности защитой окружающей среды, желание уменьшить выбросы парниковых газов заставляет обратить внимание на значительное количество энергии, которое мы, в Европе и в других развитых странах, потребляем в зданиях. Поэтому сегодня все больше и больше людей интересуются использованием тепловизоров для обнаружения тепловых потерь в зданиях (Рис. 1).

Рис. 1: Тепловизионное изображение жилого здания, показывающее строительный дефект (горячая область). В различных частях здания можно увидеть области с потерями тепла, например, под окнами, эксфильтрацию воздуха, мостики тепла и дефекты теплоизоляции.

Но если мы посмотрим на традиционное применение тепловизоров в жилых и коммерческих зданиях, мы заметим, что оно не ограничивается только энергоаудитом. Множество обычных задач можно решать круглый год, а значит, их применение не ограничивается только холодным временем года: обнаружение влаги, поиск течей в кровлях, системах теплых полов, обследование систем кондиционирования и вентиляции!

Обнаружение влаги

Влага, представляющая собой самую обычную проблему в зданиях, приводит к проблемам со здоровьем, потерям энергии, а так же к финансовым проблемам. Вода может попасть в строительные конструкции различными способами: вследствие течей через ограждающие конструкции (дождь, снег), из-за неисправностей водопровода, возникающих из-за прорыва труб, старых или неправильно установленных трубопроводов, из-за течей в системах теплых полов или вследствие конденсации, как результата утечек воздуха. Когда вода попадает в строительные конструкции, она приводит к повреждениям теплоизоляции и вызывает коррозию несущих (металлических) элементов, что нарушает безопасность и вызывает проблемы со здоровьем (плесень).

Тепловизор является одним из самых эффективных инструментов для обнаружения проблемных зон, делая невидимые влажные области видимыми человеческому глазу (Рис. 2). Вода, заключенная в стенах, по-разному охлаждает или нагревает окружающие материалы, что позволяет тепловизору выявить возникшие за счет этого разности температур. Поскольку тепловизор используется как обычная видеокамера, пользователь может осмотреть большие площади за небольшое время. Комнату обычного размера в жилом здании можно осмотреть за несколько минут.

Обычно разность температур между влажной и сухой областями составляет около 2-5 °С, величина, которую легко «увидеть» с помощью современных тепловизоров, температурная чувствительность которых варьируется от десятых долей градуса до 0,05 °С. Такие разности температур, создаваемые испарением воды из влажных зон, появляются независимо от наружных температур, поэтому обследование можно проводить круглый год независимо от теплого или холодного времени года.

Рис. 2.: Холодные темные области на тепловизионном изображении справа указывают на наличие влаги в кровле, что невозможно увидеть невооруженным глазом. Содержащаяся вода испаряется, поглощая необходимую энергию из окружающих материалов. Этот процесс создает значительные перепады температур, которые легко обнаружить при помощи тепловизора.

Реставрация и ремонт зданий

Летом в центральной и особенно в северной Европе часто случаются наводнения, которые имеют катастрофические последствия для людей и зданий. Этот год не был исключением. Такие капризы погоды оставляют после себя большое количество зданий, нуждающихся в реставрации, ремонте или восстановлении.

Рис. 3:. Летние наводнения в Европе имеют катастрофические последствия для людей и зданий

В процессе реставрации тепловизор может быть чрезвычайно полезен для поиска скрытых проблем, помогая при обследовании поврежденных областей выявлять влагу, невидимую невооруженным глазом. С помощью тепловизора можно обследовать большие площади за считанные минуты, в то время как с помощью традиционных способов измерения влажности на выявление тех же проблем может потребоваться несколько часов. Большинство тепловизоров на сегодняшний день могут одновременно регистрировать видимое и инфракрасное изображение, что позволяет указать и зарегистрировать области, где необходимо произвести ремонт. Сохраненные для выполнения ремонта и страховых исков данные затем можно проанализировать и сохранить на компьютере. После выполнения ремонта можно еще раз провести обследование тепловизором для подтверждения эффективности ремонта, а изображения, полученные вначале, можно использовать для сравнения, чтобы снизить ответственность по искам (Рис.4).

Рис. 4.: Изображения полученные с помощью тепловизора со встроенной камерой видимого изображения. На видимое изображение наложены цвета (голубой), которые указывают на области с температурами ниже определенного заданного порога. Данный метод является очень эффективным и простым для быстрого выявления холодных областей, в которых может находиться влага, а так же для проверки и подтверждения эффективности выполненного ремонта.

Поиск течей в кровлях

Обследование плоских кровель или крыш с небольшим уклоном для обнаружения влажной изоляции является одним из наиболее развитых применений тепловидения. Множество промышленных, офисных и многоэлементных зданий имеют кровли с плоской конструкцией. Это самый дорогой элемент строительных конструкций.

Влажная изоляция является основной причиной преждевременного износа кровель и больших расходов на обслуживание. Вследствие преждевременного износа крыш каждый год теряются миллионы евро. Считается, что до 40% кровель имеют проблемы в первый же год эксплуатации.

Обследование кровель с помощью тепловизоров великолепно зарекомендовало себя как способ сокращения расходов на обслуживание и продления срока службы плоских кровель, благодаря возможности выявления влаги, что дает необходимую информацию для проведения локального ремонта и выявления проблем на ранних этапах (Рис. 5).

Рис. 5.: Обследование плоской кровли с помощью тепловизора. На тепловизионном изображении справа четко видны теплые участки, указывающие на влажную теплоизоляцию, которая за день нагревается за счет солнечного излучения. Вода, находящаяся в кровле, имеет очень высокую теплоемкость и остается теплой гораздо дольше остальных материалов.

Такое обследование лучше всего проводить после захода солнца в ясный безветренный день. На протяжение дня кровля поглощает солнечное тепло. Благодаря разности в теплоемкости (вода по сравнению с воздухом), влажная изоляция сохраняет тепловую энергию, полученную от солнца дольше, чем сухая изоляция, что создает на протяжение нескольких часов после захода солнца соответствующие разности температур, которые можно обнаружить с помощью тепловизора и пометить краской или другим способом, для дальнейшего ремонта или замены. Замена только поврежденных участков кровли сокращает расходы на ремонт в отличие от замены всей кровли. Это так же оказывает положительный эффект на расходы на отопление и на долговечность здания в целом.

Вентиляция

Все больше и больше коммерческих и жилых зданий имеют принудительную вентиляцию. Эффективное использование энергии требует того, чтобы теплообменники производили повторное использование тепла, содержащегося в воздухе внутри помещения, который необходимо постоянно обновлять. В современных зданиях с низким энергопотреблением традиционное обновление свежего воздуха путем неконтролируемой инфильтрации воздуха или через открытые окна больше недопустимо.

Тепловидение обеспечивает эффективный способ проверки температур, корректной работы и баланса на воздушных диффузорах. Конечно, данный подход можно использовать как на системах вентиляции, так и на системах отопления или кондиционирования воздуха. Трубопроводы и воздушные каналы, которые являются частью системы, можно обследовать для поиска утечек и для проверки состояния изоляции (Рис. 6).

В то время как системы отопления проще контролировать в холодные зимние месяцы, а системы кондиционирования воздуха в теплые летние месяцы, их можно контролировать на протяжение всего года, если создать достаточную разность температур в 5-10 °С по отношению к наружной температуре.

Рис.6: Два изображения показывают использование тепловидения для проверки работы и балансировки систем вентиляции или систем ОВКВ, а так же контроля течей/изоляции воздушных каналов (температуры указаны по шкале Фаренгейта).

Другое оборудование ОВКВ

Зачастую часть систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВКВ) устанавливается на крыше. Типичное оборудование, такое, как компрессоры, теплообменники, вентиляторы охлаждения, насосы, двигатели и электрические цепи, а так же механическое оборудование, такое как ремни и подшипники, можно проверить с помощью тепловизора. Разности температур и аномальные температуры, которые нельзя отнести на счет рабочей нагрузки оборудования, обычно указывают на неисправность или возможность ее возникновения (Рис.7)..

Рис.7: Первое изображение слева показывает засоренные ребра охлаждения и целую секцию закупоренного или неработающего теплообменника (голубая область). Изображение справа показывает двигатель с ненормальным перегревом корпуса, который указывает на возможную неисправность статора.

Встроенные в полы системы и водопровод

Встроенные в полы системы отопления и охлаждения так же можно обследовать круглый год, поскольку можно создать значительный перепад температуры по отношению к окружающей температуре. Обычно несложно отрегулировать температуру носителя тепла или холода таким образом, чтобы получить соответствующую разность температур в несколько градусов для обнаружения расположения линий или течей.

Необходимость выявления правильного расположение линий обогрева/охлаждения чаще всего возникает при проверке новых установленных систем, для упрощения ремонта или при установке другого оборудования.

В электрических линиях, тепловизор может выявить места перегрева, четко указывающие на возросшее локальное сопротивление (более тонкий кабель) и на возможный разрыв цепи. Неисправность, возникшая после установки полового покрытия (плитки и т.п.), может быть слишком дорогостоящей в ремонте.

В водяных линиях горячее пятно обычно означает течь, подобные течам водопроводных систем.

Рис.8: Тепловидение
помогло сантехникам
найти течь в системе
отопления в церкви
Рис.9: Тепловидение помогло
подрядчику обнаружить линии
отопления в теплом полу для
выполнения работ по
нагнетанию цементного
раствора

Течи воды могут быть обнаружены на тепловизионных изображениях различными способами, как было показано выше в примерах с обнаружением влаги и обследованием кровель. Не имеет значения, какой физический принцип используется (испарение, теплоемкость, различие в теплоизоляционных свойствах), разницу температуры между сухим и влажным материалом можно легко обнаружить с помощью тепловизора, что сэкономит значительное количество времени и сил (Рис. 8 и 9)

По материалам компании

Рекомендуем почитать

Комментировать

    Еще никто не оставил комментариев.

Для того чтобы оставлять комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо авторизоваться на сайте.