Termokamera būvniecībai: veidi un mājas pārbaudes noteikumi

Objektīvi novērtēt veiktos siltināšanas darbus privātmājā var pēc vairākām pazīmēm. Vairumā gadījumu tie ir apkurei patērētās elektroenerģijas daudzums un termometru rādījumi. Bet, ja siltumizolācija izrādījusies neefektīva, bez speciāla aprīkojuma ir grūti atrast iemeslus.

Šādās situācijās tiek izmantots termovizors būvniecībai. Mūsu sniegtajā rakstā detalizēti izklāstīts ierīces darbības princips un konstrukcijas īpatnības. Sniegti lietošanas noteikumi un termiskās uzņemšanas laikā iegūto datu apstrāde.

Kāpēc veikt termovīzijas uzņemšanu?

Būvniecības termovizora izmantošana kotedžas, vasarnīcas vai dzīvojamās mājas apsekošanā ļauj termogrammā redzēt to, kas notiek dažādu ēkas priekšmetu un konstrukciju iekšienē, vispār nepieskaroties tiem. To sauc par nesagraujošo kontroli.

Šāda veida apskate parādīs apkures cauruļvadu stāvokli sienās un siltajā grīdā bez apmetuma vai flīžu atvēršanas.

Termiskās diagnostikas pamatā ir princips fiksēt termiskā lauka neviendabīgumu, kas ļauj spriest par pētāmo objektu stāvokli

Dažu modeļu jutīgums sasniedz grāda simtdaļas, pateicoties kam var ne tikai redzēt termisko pēdu uz konstrukciju virsmas, bet arī uzzināt, kas notiek iekšpusē.

Mūsdienu termovizoru unikālā priekšrocība salīdzinājumā ar citiem kontroles līdzekļiem ir tieši iespēja ielūkoties objektu iekšienē, neizjaucot to integritāti. Pat minimāla temperatūras rādītāju novirze no normas liecinās par problēmu esamību, piemēram, elektrotīklā.

Privātmājas pārbaude ar termovizoru palīdzēs atrisināt visdažādākos uzdevumus:

• lokalizēt siltuma noplūdes vietas un noteikt to intensitātes pakāpi;
• kontrolēt tvaika izolācijas efektivitāti un noteikt kondensāta veidošanos uz dažādām virsmām;
• pareizi izvēlēties siltinātāja veidu un aprēķināt nepieciešamo siltumizolācijas materiāla daudzumu;
• atklāt jumta, cauruļvadu un siltumtrasu noplūdes, siltumnesēja noplūdi no apkures sistēmas;
• pārbaudīt logu stikla pakešu gaisa necaurlaidību un durvju bloku montāžas kvalitāti;
• veikt ventilācijas un gaisa kondicionēšanas sistēmas diagnostiku;
• noteikt plaisu esamību būves sienās un to izmērus;
• atrast aizsērējumu vietas siltumapgādes sistēmā;
• diagnosticēt elektroinstalācijas stāvokli un atklāt vājus kontaktus;
• atklāt grauzēju mītnes vietas mājā;
• atrast sausuma/paaugstināta mitruma avotus privātā ēkā.

Būvniecības termovizors sniedz iespēju operatīvi pārbaudīt uzbūvētās ēkas parametru atbilstību tehniskajām prasībām, novērtēt nekustamā īpašuma kvalitāti pirms tā iegādes un diagnosticēt iekšējo komunikāciju darbību.

Ar termogrāfijas skeneri veikta mājas pārbaude pirms siltumizolācijas materiālu ieklāšanas palīdzēs pareizi aprēķināt izdevumus siltināšanai.

Jau pēc darbu pabeigšanas termogrāfijas uzņemšana ļaus pārbaudīt galarezultātu un atklāt uzstādīšanas trūkumus, kas rada siltuma zudumus. Pārbaude parādīs arī aukstuma tiltus, kurus var ātri novērst, gatavojoties ziemas sezonai.

Pirms vecu būvju rekonstrukcijas vai remonta ierīce ar infrasarkano kameru nāks palīgā, lai atklātu aukstākās zonas un ieplūdes vietas, problēmas ar apsildāmām grīdām un objektīvi novērtētu plānoto būvdarbu apjomu.

Ierīces uzbūve un darbības princips

Jebkura termovizora jutīgais elements ir sensors, kas pārveido dažādu nedzīvās un dzīvās dabas objektu, kā arī fona infrasarkano starojumu elektriskajos signālos. Iegūtā informācija tiek pārveidota ar ierīci un attēlota displejā termogrammu veidā.

Visiem dzīvajiem organismiem metabolisko procesu rezultātā izdalās siltumenerģija, kas ir lieliski redzama iekārtai.

Mehāniskajiem aparātiem atsevišķu sastāvdaļu uzkaršana notiek pastāvīgas berzes dēļ kustīgo elementu savienojuma vietās. Elektriskā tipa iekārtās un sistēmās uzkarst strāvu vadošās detaļas.

Pēc objekta mērķēšanas un nofotografēšanas IR kamera acumirklī izveido divdimensiju attēlu, kas satur pilnīgu informāciju par temperatūras rādītājiem. Datus var saglabāt pašas ierīces atmiņā vai ārējā datu nesējā, vai arī pārnest ar USB kabeļa palīdzību uz datoru detalizētai analīzei.

Dažiem termovizoru modeļiem ir iebūvētas saskarnes tūlītējai bezvadu ciparu informācijas pārsūtīšanai. Reģistrētais termiskais kontrasts termovizora redzes laukā ļauj vizualizēt signālus ierīces ekrānā melnbaltās paletes pustoņos vai krāsā.

Termogrammās tiek attēlota pētāmo konstrukciju un virsmu infrasarkanā starojuma intensitāte. Katrs atsevišķs pikselis atbilst konkrētai temperatūras vērtībai.

No termiskā lauka neviendabības nosaka kļūdas mājas inženierkonstrukcijās un būvmateriālu defektus, siltumizolācijas trūkumus un nekvalitatīvu remontu.

Melnbaltajā termovizora ekrānā siltās zonas tiks attēlotas kā visspilgtākās. Visi aukstie objekti būs praktiski neatšķirami.

Krāsainajā digitālajā displejā apgabali, kas izstaro vairāk siltuma nekā citi, iedegsies sarkanā krāsā. Samazinoties starojuma intensitātei, spektrs nobīdīsies uz violetu pusi. Ar melnu krāsu termogrammā tiks atzīmētas aukstākās zonas.

Lai apstrādātu ar termovizoru iegūtos rezultātus, pietiek pieslēgt ierīci personālajam datoram. Tas ļaus pārkonfigurēt termogrammas krāsu paleti tā, lai vajadzīgais temperatūras diapazons būtu pēc iespējas labāk redzams.

Mūsdienu daudzfunkcionālās ierīces ir aprīkotas ar īpašu detektoru matricu, kas sastāv no milzīga daudzuma pavisam miniatūru jutīgu elementu.

Infrasarkanais starojums, ko fiksē termovizora objektīvs, tiks projicēts uz šīs matricas. Šādas IR kameras spēj noteikt temperatūras kontrastu, kas vienāds ar rādītājiem 0,05–0,1 °C.

Lielākā daļa termovizoru modeļu ir aprīkoti ar šķidro kristālu kontroles displeju informācijas attēlošanai. Tomēr ekrāna kvalitāte ne vienmēr liecina par kopējo augsto infrasarkanā aprīkojuma līmeni.

Galvenais parametrs ir mikoprocesora jauda, kas tiek izmantota iegūto datu kodēšanai. Informācijas apstrādes ātrumam ir būtiska nozīme, jo bez statīva uzņemtie attēli var izrādīties izplūduši.

Termovīzijas ierīču darbība balstās uz temperatūras starpības starp vispārējo fonu un objektu fiksēšanu un iegūto datu pārveidošanu grafiskā attēlā, kas redzams cilvēka acij.

Vēl viens svarīgs parametrs ir matricas izšķirtspēja. Ierīces ar lielāku jutīgo elementu skaitu nodrošina augstākas kvalitātes divdimensiju attēlus nekā termovīzijas ierīces ar mazāku detektora matricas izšķirtspēju.

Šāda atšķirība ir izskaidrojama ar to, ka uz vienu jutīgo šūnu tiek iegūta mazāka pētāmā objekta virsmas laukuma daļa. Grafiskajos attēlos ar augstāku izšķirtspēju optiskie trokšņi ir gandrīz neredzami.

Termovīzijas ierīču veidi

Privātmājas pārbaude uz siltuma zudumiem ar IR kameru sniedz iespēju veikt maksimāli precīzus mērījumus un kvalitatīvu visu temperatūras rādītāju analīzi. Un pēc tam, balstoties uz operatīvi iegūtajiem datiem, pareizi veikt remontdarbus un/vai dzīvojamā objekta modernizāciju.

Termovīzijas diagnostikā tiek izmantoti divu veidu ierīces:

• stacionārie termovizori;
• portatīvās infrasarkanās kameras.

Stacionārās ierīces galvenokārt izmanto ražošanas uzņēmumos. Tās paredzētas regulārai elektrotīklu stāvokļa pārbaudei un sarežģītu tehnisko iekārtu pastāvīgai uzraudzībai. Stacionārās termovīzijas sistēmas ir izgatavotas uz pusvadītāju fotouztvērēju matricu bāzes.

Ar pārnēsājamiem termovizoriem veic energoauditu dzīvojamām daudzdzīvokļu ēkām un privātām apbūvēm. Šīs ierīces izmanto gan vienreizējai lokālai pārbaudei, gan kompleksai māju diagnostikai.

Pārnēsājamie termovizori ir izstrādāti uz silīcija nedzesējamo mikrobolometru bāzes un lieliski piemēroti lietošanai grūti sasniedzamās vietās.

Termovīzijas uzņemšana ir efektīva bezkontakta izpētes metode, ko ieteicams apvienot ar aerodurvju izmantošanu ēku gaisa caurlaidības mērīšanai un kontrolei.

Atkarībā no funkcionālajām iespējām izšķir trīs termovizoru veidus:

1. Novērošanas ierīces — nodrošina tikai dažādu termokontrastu objektu vizualizāciju, bieži vien monohromā veidā.
2. Mērīšanas ierīces — rada grafisku attēlu infrasarkanā starojuma diapazonā un piešķir katram gaismas signāla punktam noteiktu temperatūras vērtību.
3. Vizuālie pirometri — paredzēti bezkontakta temperatūras mērījumiem un konkrētu objektu termiskā lauka vizualizācijai, lai atklātu zonas ar novirzēm no normālajiem rādītājiem.

Cena par labām funkcionālām siltuma starojuma uztvērējierīcēm sākas no 3000 dolāru. To iegāde vienreizējai mājas apsekošanai ir vienkārši nerentabla. Daudzi uzņēmumi šodien piedāvā būvniecības termovizorus īrēšanai uz diennakti. Tas ir ļoti ērts pakalpojums.

Tāpat var pasūtīt pilnīgu profesionālu termovīzijas apsekošanu kotedžai/mājai. Vidējās termovizora uzņemšanas izmaksas ir 5 dolāri par 1 kvadrātmetru privāta dzīvojamā objekta platības.

Parasti termovizoru cena ir to funkcionalitātes rādītājs. Bet pat budžeta modeļi efektīvi veic infrasarkano diagnostiku. Tāpēc, izvēloties, ir jāorientējas uz pamata tehniskajiem parametriem un spēju risināt konkrētus uzdevumus.

Termovīzijas kameru funkcionālās iespējas ir atkarīgas no infrasarkanā sensora izšķirtspējas, tā jutības un darba temperatūras diapazona

Liels pluss ir papildu funkciju esamība, proti: digitālā mērogošana, lāzera rādītājs, anotāciju sastādīšana termogrammām, regulējama krāsu signalizācija, lauku ar maksimāliem un minimāliem temperatūras rādītājiem noteikšana.

Ievērojami vienkāršos mājas termogrāfisko diagnostiku un dažādi aksesuāri – noņemami platleņķa optiskie objektīvi vispārējā plāna apskatei un teleobjektīvi kritisko zonu detalizēšanai, salokāmi statīvi, akumulatoru glabāšanas konteineri.

Termovizora lietošanas noteikumi

Termogrāfiskās pārbaudes galvenais uzdevums – bez kļūdām atklāt siltuma zudumus un defektus inženiersistēmu darbā, kā arī atklāt iespējamās dzīvojamā objekta vājās vietas būvniecības stadijā.

Ēku termogrāfiskā diagnostika ietver:

• pārbaudi garo viļņu IR spektra apgabalā diapazonā 8-15 µm;
• temperatūras kartes izveide pētāmajiem objektiem un virsmām;
• siltuma procesu dinamikas monitorings;
• precīzs siltuma plūsmu aprēķins.

Dzīvojamā objekta pārbaudi veic gan no ārpuses, gan iekšpusē. Pirmajā gadījumā infrasarkanā uzņemšana ļauj atklāt rupjus gaisa plūsmu infiltrācijas defektus caur mājas norobežojošām konstrukcijām un siltumizolācijas defektus. Otrajā – atklāt kļūdas apkures sistēmas un elektroapgādes tīkla darbībā.

Termogrāfisko diagnostiku labāk veikt aukstā laikā, kad temperatūras starpība starp āra un iekštelpu ir lielāka par 10 grādiem pēc Celsija skalas

Jo lielāka temperatūras starpība, jo precīzāki pārbaudes rezultāti. Turklāt, lai iegūtu pareizus datus, pētāmajam dzīvojamajam objektam ir nepārtraukti jāapkurina vismaz 2 diennaktis. Vasaras periodā ēkas pārbaude ar termovizoru ir praktiski bezjēdzīga minimālās temperatūras starpības dēļ.

Ēku pārbaude ar siltuma starojuma uztvērējiem parāda temperatūras lauku sadalījumu uz priekšmetu vai konstrukciju virsmām konkrētā laika momentā. Tāpēc infrasarkanās kameras uzņemšanas veikšana ir ļoti atkarīga no vairākiem apstākļiem, kuru ievērošana ir kritiska, lai iegūtu pareizus rezultātus.

Ierīces darbu ietekmē stiprs vējš, saule un lietus. To ietekmē māja atdziest vai uzsilst, tāpēc pārbaudi var uzskatīt par neefektīvu. Pārbaudāmās konstrukcijas un virsmas nedrīkst atrasties spilgtu tiešo saules staru vai atstarotā starojuma zonā 10-12 stundas pirms termogrāfiskās diagnostikas sākuma.

Durvju un logu blokus ieteicams saglabāt fiksētā stāvoklī 12 stundas pirms infrasarkanās kameras uzņemšanas un ēkas pārbaudes laikā.

Pirms mājas pārbaudes sākuma ierīcē jāiestata pamata iestatījumi, proti:

• iestatīt temperatūras apakšējo un augšējo robežu;
• noregulēt termogrāfiskās uzņemšanas diapazonu;
• izvēlēties intensitātes līmeni.

Citus rādītājus regulē atkarībā no siltumizolācijas veida, sienu un pārsegumu materiāliem. Privātmājas enerģētisko auditu sāk ar ēkas pamatu, fasādes un jumta pārbaudi.

Šajā posmā ir ļoti svarīgi veikt rūpīgu diagnostiku, jo vienas plaknes posmi ievērojami atšķiras, un siltuma starojuma uztvērēji to noteikti parādīs.

Pēc ārējās daļas pārbaudes sākas diagnostikas pasākumi dzīvojamās ēkas iekšienē. Šeit atklāj aptuveni 85% no visiem būvniecības defektiem un inženiersistēmu bojājumiem.

Uzņemšana tiek veikta virzienā no logu blokiem uz durvīm, nesteidzīgi pētot visas tehnoloģiskās atveres un sienas. Tikmēr durvis starp istabām atstāj atvērtas, lai stabilizētu sasildītā gaisa plūsmas un samazinātu mērījumu kļūdu iespējamību.

Termovīzijas kontrole ietver pakāpenisku dažādu norobežojošo konstrukciju zonu pārbaudi, kurām infrasarkanās kameras uzņemšanai obligāti jābūt atvērtām. Lai to panāktu, ir jāatbrīvo palodzes telpa, jānodrošina netraucēta piekļuve grīdlīstēm un stūriem.

Sienas uz ēkas iekšējās termogrāfijas laiku ir jāatbrīvo no paklājiem un gleznām, atlobījušām vecām tapetēm un citiem priekšmetiem, kas traucē pētāmā objekta tiešu redzamību.

Mājas, kas aprīkotas ar apkures radiatoriem, pieņemts uzņemt tikai no ārpuses. Fasāžu diagnostiku veic labvēlīgos laikapstākļos – bez mitras miglas, dūmakas, atmosfēras nokrišņiem.

Iegūto datu interpretācija

Termovīzijas ierīces fiksē temperatūras starpību no 3 °C, un tas termogrammā parādīsies kā anomāla zona raksturīgā krāsu spektrā. Tomēr pats spektrozonālais attēls nav pietiekams pamatojums, lai uzskatītu diagnosticēto posmu par defektīvu.

Visām anomālajām zonām ir nepieciešams veikt siltumtehniskos aprēķinus un tad jau izdarīt secinājumus par pētāmo objektu stāvokli.

Tāpēc komplektā ar portatīvajiem termovizoriem tiek piegādāta instrumentālā programmatūra termogrammu kvalitatīvai un kvantitatīvai analīzei, kā arī atskaišu izveidei.

Tas viss nozīmē, ka darbam ar infrasarkano kameru nav nepieciešama īpaša sagatavošana. Izpētījis lietotāja instrukciju, ir viegli patstāvīgi veikt termovīzijas pārbaudi un rezultātu apstrādi piedāvātajā programmā. Pēc iegūto rādītāju analīzes lietotne sniegs ekspertu vērtējumu attēliem.

Bez tam iekārtas savākto informāciju var pārnest uz statistisko datu apstrādes programmām – izklājlapu procesoriem vai īpašām inženiertehniskām utilītām, piemēram, MathLab.

Tāpat jāatzīmē, ka termovizors var sniegt nepareizus rezultātus nepareizas iestatīšanas gadījumā. Līdzīgas situācijas rodas, pārbaudot tādas virsmas kā stikls, spīdīgas flīzes, spogulis.

Infrasarkanais starojums no tuvumā esošiem objektiem atstarosies no šīm virsmām, kas radīs termogrammu izkropļojumus. Lai pareizi noteiktu spoguļvirsmju temperatūru termovizijas ierīcēs, ir nepieciešams papildus noregulēt korekcijas koeficientus.

Jāņem vērā arī aukstais starojums, kas var atstaroties no dzīvojamā objekta logiem un jumta. Iegūtā termogramma var būt ievērojami aukstāka nekā mājas reālais stāvoklis.

Kvantitatīvā temperatūras lauku sadalījuma analīzes metode uz konstrukciju virsmas neņem vērā izstarojuma koeficientu un apkārtējās vides fona starojumu. Turklāt nav svarīgi, vai uzņemšana ar IR kameru tiek veikta uz vietas, vai iegūtie rezultāti tiek apstrādāti ar programmatūru.

Veicot diagnostikas pasākumus ēkas iekšpusē, tiek iegūti ticamāki rezultāti, jo ārējie klimatiskie apstākļi neietekmē pētāmās virsmas. Pēc apstrādes ar atbilstošām programmām gala termogrammas atbilst realitātei.

Būvniecības termovizora izmantošana ļauj objektīvi novērtēt ēkas siltumizolācijas kvalitāti, atklāt aukstuma tiltus un izolācijas nosēšanos, kā arī atrast slēptus bojājumus un defektus logu bloku montāžā, durvju ailēs, nekvalitatīvi veiktos jumta, sienu un pārsegumu savienojumos.

Infrasarkanā diagnostika sniedz iespēju pareizi, un līdz ar to ekonomiski, veikt darbus, lai samazinātu siltuma zudumus dzīvojamā objektā, samazināt izmaksas par grīdas siltināšanu un citu konstrukciju siltumizolāciju.

Pētnieciskās procedūras veikšana dos iespēju kompetenti izvēlēties sienu izolāciju un griestu izolāciju privātai ēkai. Rezultātā samazināsies izdevumi privātmājas apkurei.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Termovizora darbības princips, ēkas pārbaude pēc siltināšanas, lai noteiktu defektus, un pareiza attēlu interpretācija infrasarkanajos staros video:

Termogrāfisko skeneru funkcionālās iespējas:

Video par to, kā veikt analīzi un izveidot mājas diagnostikas tehnisko atskaiti, izmantojot termovizijas ierīci un programmatūras moduli Testo IRSoft:

Mūsdienās termovizijas izmeklēšana ar IR kameru ir progresīva nesagraujošās kontroles tehnoloģija, kas ļauj kontrolēt dažādu konstrukciju, komunikāciju tīklu un elektroiekārtu stāvokli.

Siltuma zudumu izpēte ar termovizoru tiek veikta, lai novērstu avārijas situāciju rašanos, atklātu siltum- un hidroizolācijas defektus, identificētu mājas inženiersistēmu darbības traucējumus.

Vai jums ir pieredze ar termovizoru, lai pētītu vājās vietas jūsu lauku mājā/dzīvoklī? Iespējams, varat dalīties noderīgā informācijā par siltuma zudumu noteikšanu būvkonstrukcijā? Lūdzu, rakstiet komentārus, uzdodiet jautājumus, ievietojiet foto par raksta tēmu zemāk esošajā blokā.