Тепловизионная диагностика зданий

В условиях постоянного удорожанию энергоресурсов вопросы тепло- и энергосбережения выходят на передний план во всех сферах производственной деятельности, включая и обслуживание промышленных и гражданских зданий и сооружений. К сожалению, ограждающие конструкции большинство существующих зданий и сооружений имеют многочисленные дефекты, связанные с нарушениями строительных правил или использования некачественных материалов, и не обеспечивают должную тепловую защиту. Выявление этих дефектов и определение фактических теплопотерь через ограждающие конструкции с выдачей заключения об энергоэффективности зданий и сооружений наиболее быстро, полно и достоверно обеспечивает тепловизионная диагностика зданий.

Тепловизионная диагностика зданий позволяет выявить:

источники теплопотерь и предложить мероприятия по их устранению;
места протечки кровли;
состояние утеплителя и наличие в нём конденсата;
правильность установки тепло- и пароизоляции и отсутствие в них повреждений;
правильность монтажа окон и дверей и герметичность стеклопакетов;
причины сухого или влажного воздуха в помещениях;
эффективность работы радиаторов отопления;
источники потенциальных аварий − слабые места электропроводки, системы отопления и кондиционирования и др.

Тепловизионная диагностика зданий должна проводиться специалистами, прошедших обучение на курсе «Общая термография» в тренинг-центре MVR-Company, и с помощью одного из тепловизоров серии MVR RY-120. Очевидно, что лучше использовать тепловизор с большой матрицей и расширенной функциональностью. В частности, специалисты Отдела Выездного Обслуживания и Энергосервиса (ОВОЭ) компании MVR проводят тепловизионную диагностику зданий тепловизором RY-138 с матрицей 384х288 пикселей, со встроенный цифровой камерой и в комплектации с широкоугольным и узкоугольным объективом.

Помимо тепловизора, для диагностики зданий необходимы и вспомогательные приборы, среди которых:

пирометр;
измеритель плотности теплового потока;
анемометр;
манометр;
влагомер;
психрометр;
аэродверь (воздушный насос) − для создания пониженного давления внутри помещения.

Основные правила тепловизионной съемки зданий:

Расстояние съемки выбирают от 1 до 100 метров в зависимости от объектива, размеров контролируемого объекта, цели и условий съемки. При расстояниях съемки больше 30 м необходимо вводить поправочный коэффициент на поглощение и рассеяние ИК-излучения в атмосфере.
Размер зоны контроля (от 3 до 30 м) выбирают в зависимости от требуемой детализации термограммы и формата тепловизионного кадра.
В соответствии с требованиями ISO 6781-83 температурный напор (разница температур внутри и снаружи здания) должна быть не менее 10°С, при этом во время проведения съемки допускается изменение температурного напора не более, чем на ± 39%, изменение температуры воздуха внутри помещения − не более 2°С, а ограждающие конструкции не должны подвергаться солнечному излучению в течение последних 12 часов.
Измерения должны проводиться в холодное время года, утром или вечером пасмурного дня при отсутствии тумана и осадков в виде дождя или снега. При наличии ветра вводят поправку на него в соответствии с таблицей 1:

Таблица 1. Коэффициент поправки на скорость ветра при тепловизионной диагностике

При проведении измерений внутри помещения необходимо устранить радиационное влияния нагревателей (например, экранированием теплонепроницаемыми пленками типа ПЭТФ-С или ПЭТФ-Н согласно ГОСТ 26629-85), а также удалить предметы (мебель, ковры и др.) экранирующие зону контроля.
Для определения истинного значения коэффициента излучения контролируемой поверхности необходимо использовать контактный термометр и вводить поправку в тепловизор до тех пор, пока его показания не будут совпадать с показаниями контактного термометра.

Тепловизионная диагностика зданий, проводимая в полном объеме, является многоэтапным процессом и включает три серии измерений:

при естественном давлении;
при пониженном давлении внутри помещения;
при повышенном давлении внутри помещения.

Тепловизионная съемка зданий при естественном давлении включает обследование внутренних и внешних поверхностей зданий, направленное на выявление «мостиков холода» − дефектов, связанных с теплопроводностью ограждающих конструкций.

На втором этапе диагностики зданий, с помощью аэродвери внутри помещения создается пониженное давление (на 50-60 Па), способствующее притоку холодного внешнего воздуха сквозь воздухопроницаемые дефекты. Проводится серия измерений только для внутренних ограждающих конструкций и при этом обнаруживаются скрытые их дефекты, которые не были обнаружены при первичной съёмке.

На третьем этапе диагностики зданий, опять же с помощью аэродвери, внутри помещения создается повышенное давление (на 50-60 Па) и проводится серия измерений всех внешних поверхностей, направленная на обнаружение самых замаскированных дефектов на вентилируемых зазорах в кровлях или навесных фасадов.

И наконец, на последнем этапе обследования здания с помощью сканера влажности и тепловизора RY-138 выявляются места протечек и скопления конденсата.

После завершения всех измерений проводится обработка и сравнительный анализ полученных термограмм. В большинстве случаев на практике применяют следующие методы анализа:

Метод А, согласно которому проводится сравнение разных участков термограммы, на которой изображены однотипные объекты, находящиеся в одинаковых условиях;
Метод Б, согласно которому сравниваются две и более термограммы одного и того же объекта, полученные в разные моменты времени и в разных условиях;
Комбинированный метод С, в котором последовательно используются методы А и Б.

При проведении качественного анализа термограмм руководствуются следующими правилами:

1. Каждую термограмму всегда сопровождают фотографией в протоколе программного обеспечения Expert. Поэтому тепловизионную диагностику зданий необходимо проводить тепловизором со встроенной камерой (например, тепловизором RY-138 и ПО Expert).
2. Оценку тепловых аномалий проводят как по температурному градиенту в зоне аномалии, так и в сравнении с эталонной зоной, выбираемой вблизи исследуемой зоны, и находящейся с ней в аналогичных условиях теплообмена.
3. Тёплые объекты, визируемые под большим углом, кажутся холоднее. Аналогичный эффект наблюдается с увеличением расстояния съёмки за счёт поглощения ИК-излучения в атмосфере.

Верхние этажи многоэтажных зданий всегда кажутся теплее за счёт естественной конвекции тепла.
При положительной разнице температур между внутренними помещениями и наружным воздухом мостики холода выглядят более холодными — при осмотре изнутри и более теплыми — при осмотре снаружи.
При инверсии давления места протечки выглядят более холодными, как на внутренних, так и на наружных поверхностях.
На первых этажах многоэтажных зданиях давление внутри помещений, как правило, выше атмосферного, а она последних — ниже атмосферного. Данный градиент давления по высоте здания приводит к тому, что не качественные межпанельные швы могут выглядеть теплее или холоднее исправных швов в зависимости от местоположения по высоте здания. Поэтому при отнесении шва к дефектному, руководствуются фактом наличия температурного градиента по сравнению с соседними участками, не обращая внимания на знак градиента.
Неокрашенные металлические элементы зданий выглядят, как правило, более холодными, чем они есть на самом деле.
При анализе термограмм наружных поверхностей следует учитывать местоположение внутренних радиаторов отопления, создающих отчётливые зоны повышенной температуры на наружных поверхностях.
Как правило, тепловые аномалии в зоне протечек воздуха или воды имеют более контрастные границы, чем тепловые аномалии над скрытыми дефектами теплозащиты.
При анализе термограмм окон следует учитывать возможность фиксации тепловизором отраженного излучения неба, температура которого может изменяться от температуры окружающего воздуха (при низкой плотной облачности) до 40°С (при ясном небе).
При анализе термограмм, снятых в помещениях, следует учитывать возможное изменение температурного напора в отдельных помещениях.

Вместе с качественным анализом термограмм, также проводят количественный анализ тепловых аномалий. Так, в случае внешних поверхностей, к серьёзным дефектам относят дефекты, создающие относительные перепады температуры: более 6% — при отсутствии протечек воздуха; более 12% — при наличии протечек воздуха. Для внутренних поверхностей эти критерии рекомендованы на уровне 15 и 25%.

По результатам тепловизионной диагностики зданий создается отчет по форме, рекомендуемой ГОСТ Р 54852-2011, и содержащий в себе:

наименование и адрес объекта исследования;
ссылки на методики и стандарты, использованные в ходе обследования;
условия проведения обследования: погодные условия, температура наружного и внутреннего воздуха, перепад давления с наветренной и подветренной сторон для каждого этажа здания и другие важные факторы;
дату и время исследования;
дата калибровки тепловизора RY-138;
краткие характеристики тепловизора;
термограммы и фотографии;
информацию о методах обработки термограмм;
описание обнаруженных дефектов и причин их возникновения;
дату и подпись ответственных лиц.

Тепловизионная диагностика зданий — ответственная, трудоемкая и многоэтапная процедура, требующая самого современного тепловизора и вспомогательных приборов и квалификации оператора не ниже II-го уровня НК по требованиям «Ростехнадзора» (аттестацию по тепловому методу НК можно пройти в нашем учебном центре). Именно такие сертифицированные специалисты работают в Отделе Выездного Обслуживания и Энергосервиса (ОВОЭ) компании MVR, услугами которых мы советуем воспользоваться для тепловизионной диагностики ваших зданий и сооружений. Выдаваемый ими отчет имеет юридическую силу и дает вам право защищать свои юридические интересы. Помимо этого, стоимость услуг наших специалистов, многократно окупается выявленными дефектами и экономией энергоресурсов.