Тепловизоры и особенности определения теплопотери зданий

Тепловизором сканируется интенсивность инфракрасного излучения

Хотя многие люди считают, что инфракрасные камеры это мера температуры поверхности. Это не совсем так. Тепловизор измеряет интенсивность инфракрасного излучения (лучистой энергии), которое излучает поверхность. Тепловизором проводится тепловизионное обследование жилых и промышленных объектов, снаружи и в помещении для выявления локализации потери тепла, причины образования. Так же можно определить объем теплопотерь участков и здания в целом. Получить расчеты, для устранения дефектов доведя здание до теплоизоляционных норм. Провести дополнительные анализы:

• влажности и сухости воздуха;
• наличие и вероятность образования конденсата;
• степень и места засоренности отопительных систем;
• предотвратить возгорание проводки в местах слабых контактов нагревающихся при нагрузках созданных бытовыми электроприборами.

Тепловизионное обследование можно проводить: жилого дома в целом или отдельной квартиры. В квартирах можно найти:

• недостатки конструкции;
• степень теплопотерь бетонных стен;
• тепловые щели в стыках между панелями;
• теплопотери в примыканиях перекрытий здания;
• нарушения установки окон, дверей и балконов.

Как производят тепловизионное обследование

Плюсы методики исследования ТВО

Цена и стоимость работ

Цена тепловизионного обследование дома определяется сметным расчётом, основанном на базовом прайс-листе предприятия, с учётом корректирующих индексов, на величину которых влияет ряд факторов:

• Расположение объекта.
• Общая площадь здания.
• Количество наружных стен.
• Сложность устройства кровельного пирога.
• Тип системы отопления.
• Тип ограждающих конструкций.
• Год постройки сооружения.
• Другие пункты, указанные в ТЗ, влияющие на объём работ.

Минимальная стоимость тепловизионного контроля параметров внутреннего воздуха и теплопотерь в частном жилом доме составляет от 10 тыс. руб. с составлением технического отчёта.

Нормативно-правовая база

Обследование электросетей

Прежде, чем приступить к рассмотрению нормативной базы, определяющей правила тепловизионных исследований, напомним, что теория теплового контроля строительных и электротехнических конструкций разработана достаточно давно, и современная версия термо-диагностики является «реинкарнацией» проверенной и хорошо зарекомендовавшей себя методики строительной диагностики.

Это означает, что всякий термографический анализ производится не ради измерений, а с целью обнаружения отклонений от утверждённых количественных и качественных соотношений в конструкции зданий или электрооборудования.

В частности, при проверке теплоизолирующих ограждений строительных конструкций руководствуются нормативами, изложенными в следующих документах:

• СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»;
• МГСН 2.01-99 «Энергосбережение в зданиях».

Обратите внимание, что в числе прочего в данных документах сформулированы требования по тепловому балансу между внутренней атмосферой и температурой стен и именно эти нормативы являются основанием для оформления претензий к строителям. Базовые положения о применение методов неразрушающего контроля изложены в следующих правилах и стандартах:

Базовые положения о применение методов неразрушающего контроля изложены в следующих правилах и стандартах:

Базовые положения о применение методов неразрушающего контроля изложены в следующих правилах и стандартах:

• ГОСТ 26254-84 «Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций» (в том числе и математический базис термографических исследований);
• ГОСТ 26629-85 «Здания и сооружения. Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций» (рассмотрены особенности контроля специальных теплоизолирующих покрытий);
• ГОСТ 25380-82 «Метод измерения плотности тепловых потоков, проходящих через ограждающие конструкции» (сформулированы методические указания по организации термографических замеров);
• РД-13-04-2006 «О порядке проведения теплового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах» (в том числе и о порядке проведения тепловизионного контроля на объектах повышенной опасности).

Существует более современный стандарт, в котором сформулированы основные понятия, числовые соотношения и методические указания для проведения термографических проверок: ГОСТ Р 54852-2011 «Здания и сооружения. Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций».

Квалификационный уровень специалистов, работающих с термографическим оборудованием, должен соответствовать положениям, оговоренным в ПБ 03-372-00 «Правило аттестации и основные требования к лабораториям неразрушающего контроля».

Кроме этого, следует учитывать, что практически для всех видов специальных измерений разработаны собственные варианты руководящей документации. В частности, при разработке технологических карт для измерений в электроустановках следует руководствоваться сводом правил из РД 153.34.0-20.363-99 «Основные положения методики инфракрасной диагностики электрооборудования и ВЛ».

Если же ЭТЛ планирует оказывать услуги в области энергоаудита тепловых сетей, то при составлении отчётов следует принять во внимание рекомендации, изложенные в РД 153.34.0-20.364-00 «Методика инфракрасной диагностики тепломеханического оборудования»

Аккумулятор и зарядное устройство

Литий-ионный аккумулятор тепловизора

Питание тепловизора осуществляется от одноячеечной литиевой батареи. Этот аккумулятор изготовлен EEMB, номер серии LP604765. На ячейке напечатано «1900mAh», но согласно сайту EEMB, аккумуляторы с этим номером серии имеют номинальную емкость 1400 мАч. К аккумулятору прикреплена плата защиты.

USB порт

Для зарядки аккумулятора камера использует стандартный микро USB кабель, который также используется для передачи данных. Для усиления разъема используется довольно твердый клей.

Для безопасной зарядки аккумулятора имеется микросхема зарядного устройства: TI BQ24090. Эта микросхема зарядного устройства имеет несколько функций безопасности, таких как вход NTC и 10-часовой таймер безопасности. Работа литиевыми батареями может быть опасной, поэтому использование дополнительных средств безопасности обязательно.

Микросхема зарядного устройства от TI

Как выбрать тепловизор: основные характеристики

Сферы применения

Основные места теплоотдачи в доме

Для выявления уровня тепловых потерь учитывают не только климатические условия местности, но и расположение здания по отношению к сторонам света. Комфорт людей зависит от конструктивных особенностей здания, качества утепления наружных стен, фасадной отделки.

При оценке объема уходящего тепла учитывают также следующие факторы:

• Возможные теплопотери на инфильтрацию через «дышащие» стены, закрытые окна и двери.
• Утечку теплого воздуха через внутренние ограждающие конструкции – стены, потолки, полы.
• Теплопотери на вентиляцию. При ее размещении, рассчитывают объем вентилируемого воздуха.

На расчет теплопотерь через пластиковые окна также влияет количество в них стеклопакетов – чем их больше, тем ниже утечка.

Тепловизор и его применение

Тепловизором определяется тепловое излучение на исследуемой поверхности бесконтактным путем. Принцип функционирования сформирован на считывании инфракрасного излучения. Энергия инфракрасного света превращается в электрические импульсы, считываемые контроллером, после чего на экран поступает соответствующая информация. Эта информация представляется в виде цветового изображения, каждый цвет которого соответствует определенным значениям температур.

Важно обратить внимание! Главным узлом тепловизоров является матрица, которая бывает 2 видов исполнения: охлаждаемая и неохлаждаемая

Приборы с охлаждаемой матрицей очень дорогие, поэтому неохлаждаемые пользуются популярностью. Область применения прибора довольно широка, так как только в строительстве его используют для обнаружения теплопотерь жилых зданий и сооружений. Когда определяется место теплопотерь здания, принимаются соответствующие меры по их устранению, сокращая расходы на отоплении.

Внешний вид тепловизора

Помимо строительства, рассматриваемое устройство применяется в следующих сферах:

1. Военная техника. Применяют при проведении боевых действий
2. Морская техника. Используются для повышения безопасности морских и прибрежных объектов
3. Медицина. Применяются для выявления заболеваний
4. Охота. Ускоряется процесс выслеживания добычи

Интересно знать! Главным параметром рассматриваемых приборов является их чувствительность. Стандартные приборы имеют показатель чувствительности, равняющийся 0,1 градусу. Такой параметр чувствительности вполне подходит для выявления теплопотерь частных домов.

На чувствительность тепловизора влияет размер используемой матрицы поэтому, чем больше ее размер, тем выше значение чувствительных элементов. Чем выше чувствительность прибора, тем лучше он реагирует на температурные показатели, а значит, и картинка на дисплее будет более качественной.

Как выбрать тепловизор

Тепловизор — верный помощник инженеров стройконтроля, специалистов по техническому обследованию и энергоаудиторов. Он помогает определить качество теплоизоляции, обнаружить мостики холода, проверить работу отопительных приборов и т.д. Но иногда тепловизор трудно выбрать: нужно знать, какие функции точно не пригодятся, чтобы не переплатить за него.

Например, чтобы обследовать стены частных домов, подойдет тепловизор до 200 тысяч рублей. На более крупных объектах — общественные и промышленные здания — функциональности бюджетных приборов будет недостаточно. Здесь ценник варьируется от 200 тысяч до 2 млн рублей.

6 шагов по выбору строительного тепловизора

Шаг 1. Выберите разрешение детектора.

Шаг 2. Выберите разрешение экрана.

Шаг 3. Выберите тепловую чувствительность.

Шаг 4. Выберите погрешность измерения температуры.

Шаг 5. Выберите необходимые функции.

Шаг 6.Выберите ценовую категорию.

Разрешение детектора, пикселей	меньше 320х240	Идеально для: близкого осмотра теплоизоляции стен и инженерных коммуникаций внутри и снаружи частных домов и небольших зданий для определения качества выполненных работ (частная практика).
320х240	Идеально для: обследования нарушений теплоизоляции зданий, кроме больших объектов вроде промзданий или ЛЭП. Для составления официальных отчётов и заключений.
больше 320х240	Снимает на безопасном расстоянии: например, при угрозе обрушения конструкции Плохие погодные условия не помеха: дает точный результат даже при интенсивных осадках Идеально для: обследования конструкций и оборудований крупных инженерных сооружений (промздания, ЛЭП, АЭС) на безопасном расстоянии. Для составления официальных отчётов и заключений.
Разрешение экрана, пикселей	меньше 640х480	Идеально для: быстрого осмотра стен, стыков конструкций и отопительных приборов.
640х480 и выше	Идеально для: комплексного обследования любых типов зданий и сооружений.
Тепловая чувствительность (NETD), °C	>0,6	Идеально для: разницы температур наружного и внутреннего воздуха не менее 20°C. Например, для Москвы при температуре воздуха внутри здания 20-25°C прибором можно пользоваться около 250 дней в году.
≤0,6	Идеально для: разницы температур наружного и внутреннего воздуха 5-10°C и выше. Например, для Москвы при температуре воздуха внутри здания 20-25°C прибором можно пользоваться практически круглый год.
Погрешность измерения температуры	выше 2 °C или 2%	Идеально для: проведения осмотров частных домов и гражданских зданий без детальной обработки результатов.
ниже 2 °C или 2%	Идеально для: необходимости составить официальные акты или отчёты по результатам обследования любых зданий.
Функциональность программной начинки	Функция «Картинка в картинке»	Идеально для: составления качественного отчёта и наглядной демонстрации заказчику проблемных мест.
Функция видеоизмерения	Идеально для: повышения скорости обработки результатов и качества отчёта.
Функция голосового сопровождения	Идеально для: тех, кто профессионально занимается тепловизионным обследованием и у кого нет времени записывать важные моменты в блокнот.
Цена, тыс. руб	до 250	Небольшое разрешение детектора Минимум функций Идеально для: тех, кто предлагает услуги по обследованию коттеджей и частных домов.
250-700	Стандартное разрешение детектора Большой набор функций и примочек Идеально для: юридических лиц с допуском СРО, которые проводят тепловизионные обследования частных и многоквартирных домов, офисных и торговых зданий.
больше 700	Идеально для: крупных специализированных организаций, которые проводят обследования промышленных и гражданских зданий большой площади и высокого уровня ответственности.

*Детектор — устройство наподобие объектива фотоаппарата, захватывающее изображение. Чем выше его разрешение, тем качественнее будет картинка.

На рынке можно выделить несколько групп производителей: китайские, российские и западные. Первые отличаются низкой ценой, но специалисты жалуются на высокие погрешности прибора при определении температур. Российские модели отстают в технологичности от западных, но стоят дешевле: они подойдут для обследования частных домов. Нишу тепловизоров на нашем рынке почти полностью занимают европейские и американские производители: Fluke, Flir, Testo и другие.

Отчет о проведении комплексного ТВО объекта

Зачем проводить?

Вам будет интересно:Millionagents: отзывы о работе, условия для сотрудничества, плюсы и минусы

Проведение тепловизинного контроля электрооборудования позволяет:

Проводить оперативное наблюдение за состоянием энергетического оборудования, определять узкие места на различной стадии развития дефектов.
Осуществлять независимый контроль, который обеспечивает соблюдение мер и обязанностей по поддержанию электроустановки в исправном состоянии. Актуально для проведения внешнего аудита оборудования потребителей.
Обеспечивать пожарную безопасность электроустановок. Во время аварийных ситуаций имеется риск повреждения прочего оборудования из-за возгорания. Приемлемо для силовых трансформаторов, где возможен выброс масла.

Вам будет интересно:Высокая печать — это… Технология высокой печати, современные этапы развития, необходимое оборудование, достоинства и недостатки данного вида печати

Основное назначение связывается с предотвращением аварийных ситуаций на ранних стадиях появления дефекта.

Мобильные тепловизоры Flir ONE

Рассмотрим еще две модели тепловизоров, работающих в связке с мобильным телефоном. Стоимость — чуть меньше, чем у моделей выше. Кстати, поговорим сейчас о практически равноценных моделях. Правда, одна ориентирована на использование с телефонами на ОС Android, а другая подойдет для устройств на ОС iOS.

№ 2 — Flir One Android USB-C

Flir One Android USB-C

Этот тепловизор подключается к любому мобильному телефону, работающему на Андроиде. Обновленная версия одной из более ранних моделей Flir One. Кстати, подключить тепловизор можно не только к телефону, но и планшету. Если у мобильного устройства выход micro-USB, то для подключения тепловизора потребуется специальный переходник с USB-C на micro-USB. Длину разъема можно регулировать. Это одно из нововведений. Так что подключать тепловизор к телефону становится проще.

Угол обзора и диапазон рабочих температур достаточно большой. Максимальная дальность обнаружения тепла — около 100 м. Тепловизионная матрица имеет размеры 60*80 точек. Размеры — 7*3 см, масса всего 30 г. Аккумулятор не самый емкий, но для такого небольшого устройства его вполне достаточно (350 мА.ч). Когда тепловизор неактивен, он переходит в спящий режим. Также есть и обычная камера. Благодаря этому наблюдать за объектом, например, можно, используя функцию MSX (наложение на теплоизображение обычного). Стоимость этой модели — от 23 тысяч рублей.

Плюсы

• невысокая стоимость
• подключается к телефону или планшету
• легко обнаружит теплопотери, поможет увидеть злоумышленника
• функция MSX
• небольшие размеры
• регулировка длины разъема

Минусы

• сравнительно небольшая дальность обнаружения тепла
• нужно использовать переходник в некоторых случаях

№ 1 — Flir ONE Pro iOS

Flir ONE Pro iOS

Это — практически идентичная модель описанной выше, только предназначена для использования с мобильными устройствами на базе iOS — планшетами или телефонами. Устройство работает на аккумуляторе, умеет определять минимальную температуру на уровне -20 градусов и максимальную + 400.

Модель имеет небольшую погрешность измерений около 3%. Коннектор, как и у варианта выше, регулируемый по размерам. Стоимость — 30-35 тысяч рублей. Размеры такие же — 3*7 см. Отличие от вышеописанной модели — в цене и работе с другой ОС.

Плюсы

• невысокая стоимость
• подключается к телефону или планшету
• легко обнаружит теплопотери, поможет увидеть злоумышленника
• функция MSX
• небольшие размеры
• регулировка длины разъема

Минусы

• сравнительно небольшая дальность обнаружения тепла
• нужно использовать переходник в некоторых случаях
• стоимость выше, чем у модели для Андроида

Как выбрать тепловизор

Дополнительные возможности тепловизоров

Нужно отметить, что некоторые модели тепловизионного оборудования могут обладать расширенными возможностями (видеосъемка, Wi-Fi, компас и др), поэтому цена тепловизоров с одинаковой матрицей может сильно варьироваться.

• С помощью Wi-Fi вы можете управлять тепловизором через смартфон. В соответствии с вашей мобильной операционной системой вам понадобиться специальное приложение. Картинка с тепловизора будет передаваться на дисплей телефона и вам доступны некоторые функции анализа и управления.
• Электронный компас по координатам уточняет расположение исследуемого объекта, что в последствии упрощает анализ полученных данных.
• Видеокамера позволяет получить совмещенное изображение – наложение термограммы на видимую картинку.

Классификация и принцип работы счетчиков тепла

Приоритетным принципом работы всех подобных изделий по учету тепловой энергии являются показания при определенной температуре воды.

Всякий прибор по начислению тепла состоит из трех составляющих элементов:

• Датчик;
• Узел по распределению, напору и сопротивлению жидкости;
• Устройство для учета принятой тепловой энергии.

Схема принципа работы общедомового счетчика тепла

Кроме того, счетчики подразделяются по назначению. Они бывают для индивидуального и промышленного (домового) использования.

Устройства для домов с автономным отоплением и квартир отличаются от домовых более точной регулировкой.

Приборы учета тепловой энергии домового использования подразделяются на несколько видов:

• Механические;
• Электромагнитные;
• Ультразвуковые;
• Вихревые приборы.

Чтобы лучше понять принципиальную работу у них, рассмотрим каждую разновидность подробнее.

Тахометрические приборы

Наиболее доступными по цене и понятными с точки зрения обывателя являются механические устройства. У таких приборов в качестве измерителя является крутящийся барабан в виде небольшой турбины.

Тахометрический теплосчетчик

Во вращение он приходит от напора теплоносителя, благодаря которому и происходит учет потребления воды. Обычно тахометрические счетчики снабжаются двумя расходомерами (на подводящем и отводящем патрубке), элементом сопротивления и тепловычислителем.

Иногда устройства обеспечиваются датчиками давления. У таких счетчиков обязательно должны быть установлены фильтры при входе. Если аппаратура запущена в эксплуатацию без них, то наличие механических примесей (частицы песка, гравия, ржавчины) подействует на работу прибора, и он будет производить искаженные показания.

Электромагнитные устройства

У данного устройства принцип работы базируется на проявлении электромагнитной индукции. Внутри изделия находится несколько магнитов, создающих одноименное поле.

Электромагнитный теплосчетчик

Как известно, вода является хорошим проводником и когда она проходит в магнитном поле, там образуется электрический ток. При этом величина его прямо пропорциональна скорости потока жидкости.

Выработанный электрический ток попадает в вычислительный узел. А так как разница в величинах тока маленькая, такие приборы требуют правильного монтажа и особых условий работы.

Показания данных будут искажены, если устройство подключено с нарушением требуемого уровня (вертикального вместо горизонтальной разводки отопления в многоэтажке). А также в месте соединения не должно быть более узкого пропускного канала.

И еще один фактор, влияющий на достоверность информации у теплоносителей такого типа — в воде исключается присутствие железа во всяком виде (окалины, ржавчины).

Ультразвуковой учет тепла

Счетчики с ультразвуковым излучением отличаются необычным принципом действия и высокой стоимостью. Оригинальность заключается в замере прохождения волны через жидкость, в зависимости от скорости теплоносителя.

Ультразвуковой теплосчетчик

Другими словами, расход рассчитывается по времени, за которое сигнал поступает от источника излучения к приемнику

В данных изделиях важно строгое размещение устройств на одной линии

Вихревой учет тепла

Приборы турбулентного вида выделяются особым измерением. На пути теплоносителя в трубопроводе находится призма, являющаяся преградой, при этом возникает вихревой поток.

Вихревой теплосчетчик

Число вихревых ответвлений регистрируется специальными датчиками и расходомерами, которые находятся на определенном расстоянии от призмы. И чем сильнее скорость потока, тем образуется большее число вихрей.

Условия проведения съёмок

Локальное пятно на крыше

Учитывая, что под понятием «тепловизионная диагностика зданий» понимается очень широкий список работ, обобщённые условия проведения съемок сформулировать сложно. В перечисленных выше стандартах для каждого конкретного случая оговариваются отдельные требования.

Так, тепловизионный поиск протечек в мягкой кровле рекомендуется проводить сразу после захода солнца. Из-за разной скорости остывания, сухие и влажные участки будут иметь разную температуру.

Для проверки теплоизоляции ограждающих конструкций крайне важен тепловой контраст между температурой воздуха внутри помещений и внешней средой (не менее 15C), поэтому как наружную, так и внутреннюю тепловизионную съемку зданий рекомендуется выполнять поздней осенью или ранней весной

Оптимальное время суток – утро пасмурного дня

Если при тепловой диагностике зданий в числе прочего необходимо проверить электрооборудование, то в дополнение к ГОСТ Р 54852-2011 следует принять во внимание рекомендации, оговоренные в РД 153-34.0-20.363-99. Обратите внимание, что проверка электротехнических коммуникаций должна проводится под нагрузкой, а нагрузочные токи в момент проверки должны превышать порог в 0.3 Iнорм

Отдельно отметим, что в ходе диагностики нежилых помещений часто возникает ситуация, когда невозможно обеспечить требуемый температурный контраст. В этом случае необходимые для термографирования условия создают искусственно (тепловая пушка, аэродверь и т.д.).

Зачем это нужно

Обследование помещения или дома при помощи тепловизора нужно для обнаружения «слабых мест», через которые происходят теплопотери. Полученная в итоге общая картина демонстрирует такие участки для последующего проведения на них комплекса работ по утеплению площадей и элементов конструкций.

Данный способ выявляет некачественно проведенные строительные работы, и послужить доказательной базой при предъявлении претензий подрядчикам в судебном порядке. Застройщику также полезно проверить уровень монтажных работ, где видны несовершенства крыши, ограждений, или отопительных систем.

Все преимущества метода особенно ценны до начала эксплуатации площадей, но основная потребность в его проведении возникает только после обнаружения проблемы. Тепловизорная съемка выявит:

• Скрытые изъяны в строительных конструкциях (полости, щели, намокшие участки);
• Дефекты теплоизоляции, либо ее отсутствие;
• Дефекты монтажа дверей и оконных блоков;
• Участки с плохой гидроизоляцией (с высокой влажностью конструкций);
• Локализацию образования конденсата с высокой вероятностью поражения плесенью;
• Мостики холода;
• Неправильную работу вентиляционной системы (незначительный или чрезмерный воздухообмен);
• Нарушения системы отопления (воздушные пробки, утечка теплоносителя, забитые шлаком участки, нарушения циркуляции);
• Состояние электрической проводки (места перегрева);
• Аварии систем подачи воды и канализации (не герметичность стыков, порывы).

Некоторые заказчики с целью минимизации расходов просят обследовать объект без составления отчета. При этом будет выдана только термограмма требуемых поверхностей без выводов и формулировки проблем. Без должного опыта не все могут правильно разобраться в полученных данных.

RGK TL-80 (Россия)

Съёмка

Встроенная в RGK TL-80 камера видимого диапазона помогает быстро обнаружить утечку тепла: для этого на картинку накладывается радиометрическое изображение. А подсветка, лазерный указатель и функция 32-кратного масштабирования упрощают специалисту обнаружение дефектов в слабо освещённых помещениях или на большом расстоянии.

Кроме того, у пользователя RGK TL-80 есть возможность записать видео или голосовой комментарий

Обратите внимание на частоту обновления кадров: у RGK она составляет 50 Гц, в то время как у других моделей данной ценовой категории — всего 9 Гц. Это помогает специалисту получить качественное видео во время быстрого сканирования объекта

Обработка результатов

Вместе с прибором компания поставляет и программное обеспечение — RGK Vision. Здесь 3 активных окна: «Настройки», «Анализ» и «Отчёты». В первом окне можно изменять параметры видимого и инфракрасного изображения: коэффициент излучения, отражённую температуру и расстояние до объекта. Во втором окне — анализировать показатели прибора в различных точках. В третьем — сохранять результаты в удобных форматах *.RTF или *.PDF.

Производитель подготовил руководство пользователя: в нём есть подробные описания всех 3 активных окон. Например, для третьего окна производители дают советы по правильному составлению отчётов.