Termoviziune pentru construcții: tipuri și reguli pentru verificarea casei

Puteți evalua obiectiv lucrările efectuate de izolare termică a unei case private după o serie de semne. În majoritatea cazurilor, acestea sunt cantitatea de energie electrică consumată pentru încălzire și indicațiile termometrelor. Dar dacă izolația termică s-a dovedit a fi ineficientă, este dificil să găsiți cauzele fără echipament special.

În astfel de situații, se utilizează termovizorul pentru construcții. În articolul prezentat de noi, sunt detaliate principiul de funcționare și caracteristicile constructive ale dispozitivului. Sunt prezentate regulile de utilizare și de prelucrare a datelor obținute în timpul termografierii.

De ce să efectuați o termografiere?

Examinarea cu termovizorul de construcție a unui cămin, a unei case de vacanță sau a unei case de locuit oferă posibilitatea de a vedea pe termogramă ceea ce se întâmplă în interiorul diferitelor obiecte și structuri ale clădirii, fără a le atinge deloc. Aceasta se numește control nedistructiv.

Un astfel de control va arăta starea conductelor de încălzire din pereți și a pardoselii încălzite fără a deschide tencuiala sau plăcile ceramice.

La baza diagnosticării termice stă principiul înregistrării neomogenităților câmpului termic, ceea ce permite aprecierea stării obiectelor investigate.

Sensibilitatea unor modele atinge sutimi de grad, datorită căruia se poate nu doar vedea urma termică pe suprafața structurilor, ci și afla ce se întâmplă în interior.

Avantajul unic al termovizoarelor moderne față de alte mijloace de control este tocmai posibilitatea de a privi în interiorul obiectelor fără a le încălca integritatea. Chiar și o abatere minimă a indicatorilor de temperatură de la normă va indica prezența defecțiunilor, de exemplu, în rețeaua electrică.

Verificarea unei case private cu termovizorul va ajuta la rezolvarea unor sarcini foarte diverse:

• localiza locurile de pierderi de căldură și determina gradul de intensitate al acestora;
• controla eficiența barierei de vapori și depista formarea condensului pe diferite suprafețe;
• selecta corect tipul de izolator termic și calcula cantitatea necesară de material termoizolant;
• depista scurgerile de pe acoperiș, ale conductelor și ale traseelor termice, pierderea agentului termic din sistemul de încălzire;
• verifica etanșeitatea la aer a geamurilor termopan și calitatea montajului blocurilor de uși;
• efectua diagnosticarea ventilației și a sistemului de aer condiționat;
• determina prezența fisurilor în pereții construcției și dimensiunile acestora;
• găsi locurile de blocaje în sistemul de alimentare cu căldură;
• diagnostica starea instalației electrice și depista contactele slabe;
• detectarea locurilor de infestare cu rozătoare în casă;
• găsirea surselor de uscăciune/umezeală excesivă în interiorul unei construcții private.

Termovizorul de construcții oferă posibilitatea de a verifica rapid conformitatea parametrilor clădirii ridicate cu cerințele tehnice, de a evalua calitatea imobilului înainte de cumpărare și de a diagnostica funcționarea comunicațiilor interne.

Examinarea casei efectuată cu scanerul termografic înainte de începerea montării materialelor termoizolante va ajuta la calcularea corectă a cheltuielilor pentru izolație

Iar după finalizarea lucrărilor, filmarea termovizuală va permite controlarea rezultatului final și depistarea defectelor de montare care cauzează pierderi de căldură. Verificarea va arăta și podurile termice care pot fi eliminate rapid în pregătirea sezonului de iarnă.

Înainte de reconstrucția sau repararea construcțiilor vechi, aparatul cu cameră infraroșie va veni în ajutor pentru a identifica cele mai reci zone și locurile de infiltrații, problemele cu podelele încălzite și pentru a evalua obiectiv volumul lucrărilor de construcție planificate.

Structura și principiul de funcționare

Elementul sensibil al oricărui termovizor este senzorul, care transformă radiația infraroșie a diferitelor obiecte din natura neînsuflețită și vie, precum și a fondului, în semnale electrice. Informația obținută este transformată de aparat și redată pe ecran sub formă de termograme.

La toate organismele vii, ca rezultat al proceselor metabolice, se eliberează energie termică, care este foarte bine vizibilă pentru echipament

La aparatele mecanice, încălzirea părților componente individuale are loc din cauza frecării constante în punctele de îmbinare a elementelor mobile. În echipamentele și sistemele de tip electric, se încălzesc piesele conductoare de curent.

După direcționarea și fotografierea obiectului, camera IR formează instantaneu o imagine bidimensională care conține informații complete despre valorile de temperatură. Datele pot fi stocate în memoria dispozitivului în sine sau pe un suport extern, sau pot fi transferate prin cablu USB la un PC pentru o analiză detaliată.

Unele modele de termovizoare au interfețe încorporate pentru transmiterea instantanee fără fir a informațiilor digitale. Contrastul termic înregistrat în câmpul vizual al termovizorului permite vizualizarea semnalelor pe ecranul aparatului în semitonuri ale paletei alb-negru sau în culori.

Pe termograme este afișată intensitatea radiației infraroșii a construcțiilor și suprafețelor investigate. Fiecare pixel individual corespunde unei valori specifice de temperatură.

Prin neomogenitatea câmpului termic se identifică erori în construcțiile inginerești ale casei și defecte ale materialelor de construcție, deficiențe ale izolației termice și reparații de proastă calitate.

Pe ecranul alb-negru al termovizorului, zonele calde vor fi afișate ca cele mai luminoase. Toate obiectele reci vor fi practic indistincte.

Pe afișajul digital color, zonele care emit mai multă căldură decât altele se vor ilumina în roșu. Pe măsură ce intensitatea radiației scade, spectrul se va deplasa spre violet. Cele mai reci zone vor fi marcate cu negru pe termogramă.

Pentru procesarea rezultatelor obținute de termovizor, este suficient să conectați dispozitivul la computerul dumneavoastră personal. Acest lucru va permite reconfigurarea paletei de culori pe termogramă, astfel încât intervalul de temperatură necesar să fie cât mai vizibil.

Dispozitivele moderne multifuncționale sunt echipate cu o matrice-detector specială, care constă dintr-un număr foarte mare de elemente sensibile extrem de miniaturale.

Radiația infraroșie captată de obiectivul termovizorului va fi proiectată pe această matrice. Astfel de camere IR sunt capabile să detecteze un contrast termic egal cu indicatorii de 0,05-0,1 °C.

Majoritatea modelelor de termovizoare sunt echipate cu un afișaj de control cu cristale lichide pentru afișarea informațiilor. Cu toate acestea, calitatea ecranului nu indică întotdeauna un nivel ridicat al echipamentului infraroșu în ansamblu.

Parametrul principal este puterea microprocesorului utilizat pentru codificarea datelor obținute. Viteza de procesare a informațiilor joacă un rol major, deoarece imaginile realizate fără trepied pot fi neclare.

Funcționarea dispozitivelor termovizoare se bazează pe înregistrarea diferenței de temperatură dintre fondul general și obiect, și pe transformarea datelor obținute într-o imagine grafică vizibilă ochiului uman.

Un alt parametru important este rezoluția matricei. Dispozitivele cu un număr mai mare de elemente sensibile oferă imagini bidimensionale de o calitate mai bună decât aparatele termovizoare cu o rezoluție mai mică a matricei-detector.

Această diferență se explică prin faptul că pe o celulă sensibilă revine o suprafață mai mică a obiectului investigat. În imaginile grafice cu rezoluție înaltă, zgomotul optic este aproape imperceptibil.

Tipuri de dispozitive termovizuale

Verificarea unei case particulare pentru pierderi de căldură cu o cameră IR oferă posibilitatea de a efectua măsurători extrem de precise și o analiză calitativă a tuturor indicatorilor termici. Iar după aceea, pe baza datelor obținute rapid, să se execute corect lucrări de reparații și/sau modernizare a obiectului locativ.

Pentru diagnosticarea termovizoare se utilizează două tipuri de dispozitive:

• termovizoare staționare;
• camere infraroșii portabile.

Aparatele staționare sunt utilizate în principal în întreprinderile de producție. Ele sunt destinate verificării regulate a stării rețelelor electrice și monitorizării constante a echipamentelor tehnice complexe. Sistemele staționare de termoviziune sunt realizate pe matrice semiconductoare de fotoreceptori.

Cu ajutorul termovizoarelor portabile se efectuează auditul energetic al clădirilor de locuit multietajate și al construcțiilor private. Aceste dispozitive sunt utilizate atât pentru verificarea locală unică, cât și pentru diagnosticarea complexă a caselor.

Termovizoarele portabile sunt dezvoltate pe baza microbolometrelor de siliciu nerăcite și sunt potrivite perfect pentru utilizarea în locuri greu accesibile.

Termografierea este o metodă eficientă de examinare fără contact, care este recomandabil să fie combinată cu utilizarea ușii aerodinamice pentru măsurarea și controlul permeabilității la aer a clădirilor.

În funcție de capacitățile funcționale, se disting trei tipuri de termovizoare:

1. Aparate de observare — asigură doar vizualizarea diferitelor obiecte cu contrast termic, adesea în formă monocromă.
2. Dispozitive de măsurare — creează o imagine grafică în domeniul radiației infraroșii și atribuie fiecărui punct al semnalului luminos o valoare specifică de temperatură.
3. Pirometre vizuale — sunt destinate măsurătorilor de temperatură fără contact și vizualizării câmpului termic al obiectelor specifice pentru a detecta zonele cu abateri de la valorile normale.

Prețul receptoarelor bune de radiație termică pornește de la 3000 de dolari. Achiziționarea lor pentru o examinare unică a casei este pur și simplu nerentabilă. Multe companii oferă astăzi termovizoare de construcție spre închiriere pe zi. Acesta este un serviciu foarte convenabil.

De asemenea, se poate comanda o examinare termovizuală profesională completă a vilei/casei. Costul mediu al filmării cu termovizorul este de 5 dolari pe metru pătrat de suprafață a unui obiect rezidențial privat.

De regulă, costul termovizoarelor este un indicator al funcționalității lor. Dar chiar și modelele bugetare efectuează eficient diagnosticarea în infraroșu. Prin urmare, la alegere, este bine să se ghideze după caracteristicile tehnice de bază și capacitatea de a rezolva sarcini specifice.

Capacitățile funcționale ale camerelor termovizoare depind de rezoluția senzorului infraroșu, de sensibilitatea acestuia și de domeniul de temperatură de lucru

Un mare avantaj este prezența funcțiilor suplimentare, și anume: scalare digitală, indicator laser, redactarea de adnotări la termograme, semnalizare cromatică configurabilă, identificarea zonelor cu valori de temperatură maxime și minime.

Vor simplifica semnificativ diagnosticarea termografică a casei și diverse accesorii – obiective optice detașabile grandunghiulare pentru vizualizarea planului general și teleobiective pentru detalierea zonelor critice, trepiede pliabile, containere pentru depozitarea bateriilor.

Reguli de utilizare a termovizorului

Sarcina principală a examinării termografice este de a identifica fără erori pierderile de căldură și defectele în funcționarea sistemelor inginerești, precum și de a detecta posibilele puncte slabe ale obiectului rezidențial în faza de construcție.

Diagnosticarea termografică a clădirilor include:

• examinarea în domeniul infraroșu cu undă lungă a spectrului în intervalul 8-15 μm;
• construirea hărții termice a obiectelor și suprafețelor investigate;
• monitorizarea dinamicii proceselor termice;
• calculul precis al fluxurilor termice.

Verificarea obiectului rezidențial se efectuează atât în exteriorul, cât și în interiorul clădirii. În primul caz, capturarea în infraroșu permite detectarea defectelor grave de infiltrare a fluxurilor de aer prin structurile de închidere ale casei și a defectelor de izolație termică. În al doilea caz, se identifică erori în funcționarea sistemului de încălzire și a rețelei de alimentare cu energie electrică.

Este mai bine să efectuați diagnosticarea termografică în perioada rece, când diferența dintre valorile temperaturii afară și în casă este mai mare de 10 grade pe scara Celsius.

Cu cât diferența de temperatură este mai mare, cu atât rezultatele verificării sunt mai precise. În plus, pentru a obține date corecte, obiectul rezidențial examinat trebuie să fie încălzit fără întrerupere timp de cel puțin 2 zile. În perioada de vară, examinarea clădirii cu termovizorul este practic inutilă din cauza diferenței minime de temperatură.

Verificarea clădirilor cu receptoare de radiație termică arată distribuția câmpurilor de temperatură pe suprafețele obiectelor sau structurilor la un moment dat. Prin urmare, efectuarea capturării cu camera infraroșie depinde foarte mult de o serie de condiții, a căror respectare este esențială pentru obținerea unor rezultate corecte.

Funcționarea aparatului este influențată de vânt puternic, soare și ploaie. Sub efectul lor, casa se va răci sau se va încălzi, iar verificarea poate fi considerată ineficientă. Construcțiile și suprafețele examinate nu trebuie să se afle în zona de incidență a razelor solare directe sau a radiației reflectate timp de 10-12 ore înainte de începerea diagnosticării termografice.

Se recomandă menținerea blocurilor de uși și ferestre într-o poziție fixă timp de 12 ore înainte de capturarea cu camera infraroșie și în timpul verificării clădirii.

Înainte de începerea examinării casei, pe dispozitiv trebuie setate setările de bază, și anume:

• a seta limita inferioară și superioară a temperaturii;
• a configura intervalul de capturare termografică;
• a selecta nivelul de intensitate.

Alți parametri se reglează în funcție de tipul de izolație termică, materialele pereților și planșeelor. Auditul energetic al unei case private începe cu verificarea fundației, fațadei și acoperișului clădirii.

În această etapă, este foarte important să se efectueze o diagnosticare amănunțită, deoarece zonele de pe același plan diferă semnificativ, iar receptoarele de radiație termică vor arăta acest lucru în mod obligatoriu.

După verificarea părții exterioare, se trece la măsurile de diagnosticare în interiorul clădirii rezidențiale. Aici se identifică aproximativ 85% din toate defectele de construcție și defecțiunile sistemelor inginerești.

Filmarea se efectuează în direcția de la blocurile de ferestre către uși, examinând încet toate deschiderile tehnologice și pereții. În acest timp, ușile dintre camere sunt lăsate deschise pentru a stabiliza fluxurile de aer încălzit și a minimiza probabilitatea erorilor de măsurare.

Controlul termovizual implică verificarea etapizată a diferitelor zone ale structurilor de închidere, care, pentru filmarea cu camera infraroșie, trebuie să fie obligatoriu descoperite. Pentru aceasta, este necesar să eliberați spațiul de sub pervaz, să organizați accesul neîngrădit la plinte și colțuri.

Pereții, pe durata termografiei interioare a clădirii, trebuie eliberați de covoare și tablouri, de tapetul vechi desprins și de alte obiecte care împiedică vederea directă a obiectului investigat.

Casele dotate cu radiatoare de încălzire se filmează de obicei doar din exterior. Diagnosticarea fațadelor se efectuează în condiții meteorologice favorabile – absența ceții umede, a fumului, a precipitațiilor atmosferice.

Interpretarea datelor obținute

Dispozitivele termovizuale înregistrează o diferență de temperatură de la 3 °C, iar aceasta se va reflecta pe termogramă sub forma unei zone anomale în spectrul cromatic caracteristic. Cu toate acestea, imaginea spectro-zonală în sine nu este o justificare suficientă pentru a considera zona diagnosticată ca fiind defectă.

Pentru toate zonele anomale, este necesar să se efectueze calcule termotehnice și abia apoi să se tragă concluzii cu privire la starea obiectelor investigate.

Și de aceea, împreună cu termovizoarele portabile este furnizat un software instrumental pentru analiza calitativă și cantitativă a termogramelor, precum și pentru generarea de rapoarte.

Toate acestea înseamnă că pentru a lucra cu camera infraroșie nu este necesară o pregătire specială. După studierea manualului de utilizare, este ușor să efectuați singur verificarea termovizuală și procesarea rezultatelor în programul oferit. După analiza indicatorilor obținuți, aplicația va oferi o evaluare de specialitate a imaginilor.

În plus, informațiile colectate de echipament pot fi transferate în programe de prelucrare a datelor statistice – procesoare de tabel sau utilitare speciale de inginerie, de exemplu, MathLab.

De asemenea, merită menționat că termovizorul poate afișa rezultate incorecte în cazul unei setări greșite. Situații similare apar la examinarea unor suprafețe precum sticla, plăcile lucioase, oglinda.

Radiația infraroșie a obiectelor situate în apropiere se va reflecta în aceste suprafețe, ceea ce va duce la distorsionarea termogramelor. Pentru a determina corect temperatura suprafețelor reflectorizante în aparatele termovizoare, este necesar să se regleze suplimentar coeficienții de corecție.

Trebuie să se țină cont și de radiația rece, care se poate reflecta de pe ferestre și de pe acoperișul unei locuințe. Termograma obținută poate fi considerabil mai rece decât starea reală a casei

Metoda cantitativă de analiză a distribuției câmpurilor termice pe suprafața construcțiilor nu ia în considerare coeficientul de emisivitate și radiația de fond a mediului înconjurător. Și nu contează dacă înregistrarea se face cu o cameră IR la fața locului sau dacă rezultatele obținute sunt procesate de un software.

La efectuarea măsurătorilor de diagnostic în interiorul clădirii se obțin rezultate mai fiabile, deoarece condițiile climatice externe nu influențează suprafețele examinate. Termogramele finale, după procesarea cu programele corespunzătoare, corespund realității.

Utilizarea termovizoarelor de construcție permite evaluarea obiectivă a calității protecției termice a clădirii, detectarea punților termice și a tasării izolației, precum și găsirea deteriorărilor ascunse și a defectelor de montaj ale blocurilor de ferestre, ușilor, rosturilor de proastă calitate ale acoperișului, pereților și planșeelor.

Diagnosticarea în infraroșu oferă posibilitatea de a executa corect, și prin urmare economic, lucrările de minimizare a pierderilor de căldură într-o locuință, reducând costurile pentru izolarea pardoselii și termoizolarea altor construcții.

Efectuarea procedurii de investigare va oferi posibilitatea de a alege în mod competent izolația pentru pereți și tavan a unei construcții particulare. În final, cheltuielile pentru încălzirea casei private se vor reduce.

Concluzii și material video util pe această temă

Principiul de funcționare al termovizorului, verificarea clădirii după izolare pentru depistarea defectelor și interpretarea corectă a imaginilor în raze infraroșii, în videoclip:

Capabilitățile funcționale ale scanerelor termografice:

Videoclip despre cum să efectuați o analiză și să creați un raport tehnic de diagnosticare a casei cu un dispozitiv termovizor, utilizând modulul software Testo IRSoft:

Astăzi, examinarea termovizoare cu camera IR este o tehnologie avansată de monitorizare nedistructivă, care permite controlul stării diferitelor construcții, rețele de comunicații și echipamente electrice.

Studierea pierderilor de căldură cu ajutorul termovizorului se efectuează pentru a preveni apariția situațiilor de urgență, a depista defecte ale izolației termice și hidroizolației, a identifica defecțiunile sistemelor inginerești ale casei.

Aveți experiență în utilizarea unui termovizor pentru a investiga punctele slabe ale casei/apartamentului dumneavoastră de la țară? Poate puteți împărtăși informații utile despre identificarea pierderilor de căldură prin structura clădirii? Scrieți, vă rog, comentarii, adresați întrebări, încărcați fotografii pe tema articolului în blocul de mai jos.