В категории: Брой 1-2/2005, Отопление, Ремонти, Топлоизолация

Инфрачервена диагностика на топлинните загуби

Преди да предпише лечение, лекарят първо назначава различни изследвания, въз основа на които поставя диагноза на заболяването. Едва след това предписва подходящо за случая лечение. По същия начин преди да се пристъпи към предприемане на конкретни мерки за намаляване на топлинните загуби на дадена сграда, е най-правилно първо да се диагностицира нейното състояние, т.е. да се направи „снимка“ на съществуващото положение. В действителност точно така се и постъпва, като сградата се заснема със специална камера, която регистрира инфрачервеното топлинно излъчване. По същия начин може да се регистрират отчетливо и дефектите, допуснати при изпълнението на топлоизолацията. Върху инфрачервената снимка местата от строителната конструкция, които интензивно пропускат топлина от сградата навън, ясно личат по високата си повърхностна температура и съответно са оцветени в червено. Обратно, добре изолираните места, които имат ниска повърхностна температура, на снимките ще бъдат оцветени в тъмносини нюанси до черно. Освен това софтуерът на камерата позволява точно измерване на повърхностната температура във всяка една точка от снимката. Снимките може да се съхраняват във вид на файлове и след време да се използват за сравнение между старите и новите измерени стойности, и така точно да се оцени промяната в посока увеличаване или намаляване на топлинните загуби през строителната конструкция.

Две мнения няма, че рязко нарасналите разходи за отопление през последното десетилетие отвориха очите на обществото ни за необходимостта от подобряване на топлинната ефективност на сградите. При новото строителство се взимат мерки за тяхната топлинна изолация, все повече хора успяват да заделят средства да подменят старата дограма и да изолират жилищата си. Но същинската дейност за топлинното изолиране на практически целия, строен преди години, сграден фонд тепърва предстои. Много фирми предлагат топлоизолационни материали, а немалко са и фирмите, специализирани в тази дейност. Въпреки това поне ние не знаем някоя от тези фирми да разполага с апаратура за термография, за да може да се диагностицира съществуващото положение. И не на последно място наличието на такава апаратура дава отлично и сигурно доказателство пред клиентите за добре изпълнената топлоизолация, за която те са платили не една торба пари.

Освен да се купи собствена термографска камера, другата възможност е да се ползват услугите на фирма, специализирана в топлинното сканиране на сгради, съоръжения, машини и др.

В края на годината случайността ни срещна с г-н Иван Христов, който се оказа, че е един от пионерите в областта на термографията и разполага с най-модерна към момента техника за тази цел. Затова го поканихме да сподели своя опит с читателите на списанието, водени от разбирането ни, че човек вижда това, което познава.

Топлинната енергия се излъчва от повърхността на дадено тяло и може да се наблюдава в инфрачервения спектър. В зависимост от механизма на топлопредаване в твърдите тела, често скрити във вътрешността дефекти или явления може да се наблюдават по термичната картина на повърхността. Това значително разширява сферата на приложение на термографията, с чиято помощ, подобно на рентгенографията, може да се надникне и дълбоко под повърхността на предметите.

Все пак най-честото използване на метода на термографията е за диагностициране на съществуващи сгради с оглед на тяхната топлинна изолация и съответно за онагледяване на местата, през които топлинните загуби са най-големи. При сгради без топлинна изолация и със стари дървени прозорци с обикновени стъкла това, общо взето, е цялата повърхност на фасадите и покривната конструкция. При сгради с топлоизолация и модерна дограма местата, от които „изтича“ топлината, са съвсем малко (най-вече при скрити дефекти в изпълнение на изолацията и недостатъчно изолирани топлинни мостове при стоманобетонни колони, пояси и греди) или въобще липсват. В държавите с висока техническа култура в строителството термографията се прилага масово, както за предварителна диагностика, така и за контрол на качеството на изпълнение на топлоизолационните системи. Ефектът от нейното използване е толкова висок, че направените за техниката инвестиции се изплащат много бързо.

Термографията позволява бързо, точно и без разрушаване на строителната конструкция да се извършва:

 Определяне на местните и общите топлинни загуби.

 Оценка на съпротивлението на топлопреминаване на стените, прозорците и други елементи на сградата.

 Откриване на скритите дефекти в конструкцията, недостатъчно дебела изолация, използване на некачествени материали, наличие на недобре уплътнени места и др. При панелни сгради например веднага отчетливо се виждат пукнатините и други дефекти в панелите, както и местата на лошо уплътняване между тях.

Измерванията се извършват чрез заснемане подобно на фотографията, но със специална инфрачервена камера. Те се извършват от външната и от вътрешната страна на сградата.

За да се получат максимално достоверни резултати, е необходимо:

 Разликата между външната и температурата в помещението трябва да бъде най-малко 10 °С и тя да се поддържа стабилно в продължение на поне 12 часа.

 Скоростта на вятъра да е по-малка от 1 m/s. При по-голяма скорост повърхностната температура допълнително пада и това не позволява достатъчно обективна оценка на топлопреминаването през строителната конструкция.

 Отсъствие на слънчево нагряване, дъжд, сняг, мъгла и др. влияния, които също променят термографската картина в една или друга посока. Термографските измервания се извършват, когато фасадата не се нагрява от слънцето.

Качеството и достоверността на термографското изследване, естествено, в най-голяма степен зависи от качеството на апаратурата. Един от най-често използваните апарати в Германия, където имат богат опит в решаването на всички проблеми, свързани с топлинната изолация, е термографът ИРТИС–200. Методиката за провеждане на изследванията и диагностициране на дефектите е разработена от берлинския институт за поддръжка и модернизиране на сградния фонд (IEMB).

Портативният компютърен термограф ИРТИС-200 е разработен в резултат на 30-годишен опит, натрупан в работата на руски учени и техни чуждестранни партньори в областта на диагностиката, контрола без разрушаване на конструкцията и създаването на инфрачервени термографски уреди. Теглото му е само 1,45 kg и с него се работи подобно на цифров фотоапарат. Заснема в спектралния диапазон 3–5 nm. С него може да се измерват температури между –40 °С и 200 °С (с възможност за разширение до 1700 °С с точност ±1%. Времето за сканиране на един кадър е 1,5 s. Уредът използва един обектив, с който може да заснема обекти на разстояние до 300 m.

В стандартния комплект на термографа е включен програмен пакет, който осигурява изобразяване, анализ, обработка и отпечатване на термограмите. Има възможност за избиране на различни варианти на цветова гама и нормиране на границите на цветовата скала за по-отчетливо изобразяване на различните температурни зони. Във всяка посочена на екрана на монитора точка от заснетото изображение софтуерът изписва точната стойност на измерената температура.

Компютърният термограф ИРТИС-200 намира широко приложение и извън строителството. С него може да се диагностицира температурата в отделни участъци на автомобилния двигател например, да се определят зоните на прегряване в различни машини и съоръжения, да се откриват скрити дефекти като наличието на шупли и пукнатини в метални детайли. Методът на термографията намира все по-широко приложение и в медицината. Голямата дистанция, от която регистрира топлинно излъчване, позволява да се правят снимки от въздуха за изследване на мостове и язовирни стени, на различни тръбопроводи за пренос на газ, нефт и други продукти, да се откриват огнища на пожари, даже да се търсят загубили се туристи.