Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Строительство arrow Энергосбережение в жилищно-коммунальном хозяйстве

ТЕПЛ0ВИЗИ0НН0Е ОБСЛЕДОВАНИЕ ЗДАНИЙ И ИНЖЕНЕРНЫХ СЕТЕЙ

Цель тепловизионной съемки — определение состояния ограждающих конструкций зданий с точки зрения их теплозащитных свойств.

Тепловизионное обследование проводится в соответствии со следующими нормативными документами:

ГОСТ 18353-79 «Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов»;

ГОСТ 23483-79 «Контроль неразрушающий. Методы теплового вида. Общие требования»;

ГОСТ 25314-82 «Контроль нсразрушающий тепловой. Термины и определения»;

ГОСТ 26629-85 «Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций»;

РД. 153-34.0-20.363-99 «Основные положения методики инфракрасной диагностики электрооборудования и ВЛ»;

РД. 153-34.0-20.363-00 «Методика инфракрасной диагностики тепломеханического оборудования».

В соответствии с ГОСТ 26629-85 и РД 153-34.0-20.363-00 тепло-визионную съемку зданий следует проводить в отопительный период и при отсутствии осадков. Условия тепловой инерции материалов конструкций при термографии наружной части здания требуют, чтобы обследуемый объект не находился на солнце в течение 12 часов, предшествующих съемке. То есть тепловизионное обследование желательно проводить в предрассветные часы. По возможности следует выбирать безветренные дни для проведения съемки.

Каждое нагретое тело испускает тепловое излучение, интенсивность и спектр которого зависят от свойств тела и его температуры. В тепловизоре инфракрасное (тепловое) излучение от исследуемого объекта через оптическую систему передается на приемник, представляющий собой неохлаждаемую матрицу термодетекторов. Далее полученный видеосигнал посредством электронного блока измерения, регистрации и математической обработки оцифровывается и отображается на экране компьютера или дисплее тепловизора.

Тепловизор поставляется с программным обеспечением, необходимым для хранения и анализа инфракрасных изображений (определения тепловых аномалий, построения термопрофилограмм и т.д.). По завершении тепловизионной съемки проводится обработка результатов обследования, заключающаяся в расшифровке термограмм.

Программное обеспечение тепловизора позволяет настраивать и изменять основные параметры сохраненного изображения. Цветовая палитра на термограмме задается условно, т.е. нет четкой зависимости между конкретной температурой и цветом изображения. Цветовая гамма может состоять максимум из 256 цветовых оттенков и в любом заданном диапазоне температур цветовая гамма меняется от темносинего (черного) до белого. Для лучшей наглядности термограммы были приведены к единой температурной шкале. На представленных термограммах наружной тепловизионной съемки установлен оптимальный диапазон температур. В правой части каждой термограммы располагается температурная шкала с соответствующей цветовой палитрой.

Тепловизоры градуируют по модели абсолютно черного тела и вводят коррекцию на коэффициент излучения (степень черноты) реальных объектов. Абсолютно черное тело испускает (и поглощает) максимальную при данной температуре тепловую энергию и обладает коэффициентом излучения (степенью черноты), равным единице. Реальные физические тела имеют степень черноты (коэффициент излучения) менее единицы, что вызывает погрешность температурных измерений. При обнаружении скрытых дефектов ограждающих конструкций знание коэффициента излучения является желательным, но не обязательным, особенно в тех случаях, когда дефекты обнаруживаются на однородном излучательном фоне (кирпичная стена, панель, оштукатуренные стены и т.п.). Более того, различия в излучательных свойствах объектов диагностики могут служить дополнительными признаками их идентификации на термограмме.

Влияние степени черноты (коэффициента излучения) на температурные измерения обусловлено тем фактором, что тепловой поток, регистрируемый приемником излучения, является функцией как абсолютной температуры Т, так и коэффициента излучения е. Таким образом, температура, которую дает тепловизор имеет не истинное значение, а кажущееся. При этом можно говорить о том, какой участок стены имеет повышенную температуру или, наоборот, пониженную, и насколько она отличается от среднего значения температуры всей стены. На рис. 7.1 приведен график зависимостей спектрального коэффициента отражения некоторых строительных материалов в ИК-диапазоне.

Рис. 7.1.

График зависимостей спектрального коэффициента отражения некоторых строительных материалов в ИК-диапазоне:

  • 1 — бетон;
  • 2 — гипсовая штукатурка;
  • 3 — стекло оконное;
  • 4 — тиоколовая мастика;
  • 5 — лента герлен

Тепловизионный контроль качества теплозащиты зданий и сооружений успел зарекомендовать себя как один из основных способов контроля состояния ограждающих конструкций по окончании строительства и в период эксплуатации, ввиду оперативности, наглядности метода и достоверности полученных результатов. Метод позволяет выявить нарушения теплозащиты ограждающих конструкций, возникшие в результате следующих причин:

• нарушения технологии изготовления строительных материалов,

правил складирования, перевозки и т.п.;

  • • ошибок и нарушений при строительстве зданий;
  • • неправильного режима эксплуатации.

Перечисленные факторы приводят к преждевременному снижению теплозащитных свойств в отдельных местах ограждающих конструкций в результате воздействия погодных (ветер, атмосферные осадки) и естественно-климатических (циклы тепло—холод—тепло, влажность) условий. Это, в свою очередь, приводит к ухудшению микроклимата внутри зданий, повышению теплопотерь и, как следствие, перерасходу топлива.

Современные тепловизионные системы позволяют быстро и точно выявить участки с повышенными теплопотерями и определить их границы. Количественная оценка обнаруженного дефекта производится в лабораторных условиях с использованием современной программной продукции и традиционного математического аппарата.

Необходимо заметить, что физическая сторона явлений, происходящих при излучении и распространении тепла поверхностями ограждающих строительных конструкций, достаточно хорошо изучена и описана в литературе. Требования к термографии зданий и сооружений, а также порядок ее проведения определены ГОСТ 26629-85.

Ввиду значительных размеров зданий тепловизионную съемку производят по кадрам. По завершении съемки очередного кадра оператор перемешает тепловизор таким образом, чтобы объект измерения находился под углом наблюдения не менее 60°. В этом случае излучательная способность от угла наблюдения практически не зависит. В диапазоне от 60 до 90° излучательная способность при приближении к 90° будет стремительно падать, а коэффициент отражения соответственно возрастать. Поэтому надо стремиться, чтобы тепловизор был направлен по нормали к снимаемому объекту. Если высота такого объекта превышает 10 м, то для работы рекомендуется использовать монтажную вышку.

На обследуемой поверхности выбирают геометрический репер, в качестве которого можно использовать типовые строительные элементы с известными линейными размерами. Это необходимо для определения масштаба при обработке результатов измерений.

При обработке термоизображений зданий и сооружений можно выделить три основные задачи, включающие определение:

  • 1) участков ограждающих конструкций с повышенными тепло-потерями согласно указаниям соответствующих СНиП и ГОСТ. Здесь рассчитываются сопротивления теплопередаче /? (м2 • °С/Вт ) для базового и других характерных участков и сравниваются с требуемым значением. Уже на этом этапе необходимо разделить ограждающую конструкцию на стену, окна и цоколь и в дальнейшем для каждой из этих поверхностей отдельно вычислить сопротивление теплопередаче, выявить базовый участок, рассчитать 0 и экономический ущерб;
  • 2) удельных теплопотерь q (Вт/м2) для всех характерных участков;
  • 3) экономического ущерба от выявленных тепловых аномалий с учетом:
    • • площади участков с повышенными теплопотерями;
    • • избыточных теплопотерь через эти участки;
    • • количества и стоимости перерасходованных энергоносителей. Современная тепловизионная техника позволяет сэкономить время, необходимое на выявление участков ограждающих конструкций с повышенными теплопотерями, и существенно упростить:
    • • оценку качества монтажа и проектирования новых зданий;
    • • определение целесообразности, объемов и сроков профилактического или капитального ремонтов зданий путем оценки степени дефектности и состояния отдельных его элементов;
    • • контроль за уровнем тепловых потерь через отдельные элементы ограждающих конструкций зданий и сооружений.

Практическое применение инфракрасной техники для термографии ограждающих конструкций зданий и сооружений показало, что для стен с оконными проемами основные потери тепла (до 70%) обусловлены теплопроводностью и воздухопроницанием оконных заполнений. Теплопотери через глухие стены в основном обусловлены теплопроводностью материалов стен, при условии качественной заделки межпанельных швов и кирпичной кладки.

Тепловизионный контроль качества теплозащиты зданий и сооружений целесообразно проводить по окончании строительства и в период эксплуатации. При этом нарушения теплозащитных свойств ограждающих конструкций подлежат выявлению лишь в отопительный сезон. Для выполнения такого рода работ необходимо использование тепловизоров с чувствительностью не хуже 0,1 °С, с программным обеспечением для анализа термоизображений. Быстро выявить и точно определить границы участков ограждающих конструкций с повышенными теплопотерями другими методами не представляется возможным.

В табл. 7.1 приведены значения коэффициента излучательной способности е для ряда строительных материалов при соответствующих температурах. В табл. 7.2 даны значения коэффициента теплоотдачи ав внутренних поверхностей ограждающих конструкций, в табл. 7.3 — значения коэффициента теплоотдачи ан наружных поверхностей ограждающих конструкций.

Таблица 7.1

Значение коэффициента с для основных строительных материалов

Материал

Температура,

С

Излучательная способность, г

Листовое железо:

отполированное

38-200

0,28

сильный, неровный слой окиси

24

0,8

плотный, блестящий слой окиси

24

0,82

отлитая пластина, гладкая

28

0,8

сварочное железо, слабо окисленное

20-200

0,84

Асбест

0,95

Картон

23

0,96

Бумага

38

0,93-0,95

Гипс

21

0,903

Глина

0,95

Гравий

0,95

Дерево

0,9-0,95

Керамика

0,95

Кирпич красный (рядовой)

21

0,93

Рубероид

20,5

0,91

Масляные краски

100

0,92-0,96

Отражающая краска (белая, кремовая, бесцветная)

100

0,79-0,84

Мрамор полированный

22

0,93

Стекло гладкое

22

0,85-0,94

Штукатурка, грубая известь

10-88

0,91

Фарфор глазурованный

20

0,75-0,93

Фарфор неглазурованный

20

0,9

Цемент

0,54

Кирпич силикатный

20

0,66

Бетон (плиты гладкие)

0,63

Бетон (стены литые, необработанные)

0,55

Битум

0,96

Асфальт (дорожное покрытие)

0,9

Таблица значений коэффициента ав для внутренних поверхностей ограждающих конструкций

Таблица 7.2

Внутренняя поверхность ограждающих конструкций

Коэффициент теплоотдачи ав, Вт/(м • °С) * ккал/(м • ч • °С)

1. Стены, полы, гладкие потолки, потолки с выступающими ребрами при отношении высоты

Н ребер к расстоянию А между гранями соседних ребер Н/А < 0,3

8,7/7,5

2. Потолки с выступающими ребрами при отношении Н/А > 0,3

7,6/6,5

Таблица 7.3

Таблица значений коэффициентов теплоотдачи ан для наружной

поверхности ограждающих конструкций

Наружная поверхность ограждающих конструкций

Коэффициент теплоотдачи для зимних условий,

1. Наружные стены, покрытия, перекрытия над проездами и над холодными без ограждающих стенок подпольями в северной строительно-климатической зоне

23/20

2. Перекрытия над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом; перекрытия над холодными с ограждающими стенками подпольями и холодными этажами в северной строительно-климатической зоне

17/15

3. Перекрытия чердачные и над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах

12/10

4. Перекрытия над неотапливаемыми подватами без световых проемов в стенах, расположенных выше уровня земли, и над неотапливаемыми техническими подпольями, расположенными ниже уровня

земли

6/5

Наблюдаемые тепловые изображения автоматически преобразуются в термограммы путем амплитудного преобразования шкалы сигнала в температурную шкалу в соответствии с градировочной характеристикой тепловизора и условиями формирования изображения, такими как: дистанция наблюдения, температура воздуха, температура окружающего фона. Термограммы записываются в цифровом формате и обрабатываются на ПК с помощью специального программного комплекса. На рис. 7.2—7.5 представлены термограммы обследования административного здания, гаража, тепловых сетей и электрооборудования.

  • -5.1 'С
  • -7.5
  • 10.0
  • 1? 5

I1".'

I- -17.5

- -20.0

Рис. 7.2.

Термограммы

обследования

административного

здания

-21,3 *С

Анализ термограмм показал повышенную температуру в местах стыков ограждающих конструкций, а также повышенный перепад температур по контуру дверных проемов, в местах примыкания дверных створок друг к другу.

Вероятные причины:

  • • локальные дефекты теплоизоляции, протяженные дефекты цементирующего состава;
  • ? нарушение контуров утепления дверных створок.

Наблюдается повышенный перепад температур по контуру дверных, оконных проемов и ворот гаража, в местах примыкания дверных и оконных створок друг к другу и в местах стыков оконных сте-

180

Термограммы обследования гаража

Рис. 7.3. Термограммы обследования гаража

Рис. 7.4. Термограмма обследования теплотрассы

14,7 *С

кол из-за неправильного устройства и локальных дефектов теплоизоляции, а также нарушения контуров утепления дверных, оконных створок и ворот гаража.

Анализ термограмм обследования тепловых сетей показал повышенный перепад температур в местах примыкания и нарушения (отсутствия) тепловой изоляции.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Популярные страницы