Использование тепловизора в строительстве: типы и правила проверки дома

Чтобы адекватно оценить качество утепления частного дома, необходимо учитывать несколько факторов. В большинстве случаев это определяется количеством электроэнергии, потребляемой для обогрева, а также показаниями термометров. Однако, если теплоизоляция неэффективна, выявить причины без специальных инструментов довольно сложно.

В таких случаях на помощь приходит тепловизор, который применяют в строительстве. В данной статье мы подробно рассмотрим, как работает этот прибор, а также его особенности. Также будут изложены правила его эксплуатации и обработки полученных данных.

Зачем нужна тепловизионная съемка?

С помощью тепловизора можно провести обследование коттеджа, дачи или жилого дома и получить визуальную информацию о внутреннем состоянии различных конструкций здания без их повреждения. Такой метод называют неразрушающим контролем.

Такое обследование позволяет увидеть состояние отопительных труб в стенах и системы теплого пола без необходимости разрушения штукатурки или укладок кафельной плитки.

Тепловая диагностика основана на определении неоднородностей температурного поля, что помогает оценить состояние различных объектов.

Некоторые модели тепловизоров могут фиксировать изменения температуры с точностью до сотых долей градуса, что позволяет не только обнаружить тепловые следы на поверхности, но и понять, что происходит внутри объектов.

Одним из основных преимуществ современных тепловизоров является возможность исследовать внутреннее состояние предметов, не причиняя им вреда. Даже небольшие отклонения температурных показателей от нормы могут сигнализировать о проблемах, например, в электрической системе.

Проверка частного дома с помощью тепловизора может помочь решить широкий спектр задач:

• определить места утечек тепла и выяснить их интенсивность;
• оценить эффективность пароизоляции и найти конденсат на различных поверхностях;
• выбрать подходящий утеплитель и рассчитать нужное количество теплоизоляционного материала;
• выявить протечки в крыше, трубопроводах и теплотрассах, а также утечку теплоносителя;
• проверить герметичность окон и качество установки дверей;
• осмотреть систему вентиляции и кондиционирования;
• обнаружить трещины в стенах и определить их размеры;
• найти засоры в системе теплоснабжения;
• диагностировать состояние электропроводки и выявить слабые места;
• выявить места, где обитают грызуны в помещениях;
• найти источники повышенной влажности или сухости внутри здания.

Тепловизор в строительстве позволяет быстро провести проверку соответствия параметров здания техническим требованиям, оценить его состояние перед покупкой и провести диагностику систем связи.

Обследование дома с помощью термографического сканера до начала работы по утеплению позволит грамотно рассчитать материалы.

После завершения монтажа тепловизионная съемка поможет выявить возможные недоработки в установке, которые приводят к потере тепла. Проверка также позволит обнаружить тепловые мостики, которые лучше устранить до прихода холодов.

При планировании реконструкции или ремонта старых объектов прибор с инфракрасной камерой поможет выявить наиболее холодные зоны, места затекания и проблемы с теплым полом, а также объективно оценить объем предстоящих работ.

Конструкция и принцип работы

Основным элементом любого тепловизора является датчик, который преобразует инфракрасные лучи от различных объектов и фоновую температуру в электрические сигналы. Полученная информация обрабатывается устройством и отображается на экране в виде термограмм.

У всех живых организмов выделяется тепловая энергия в процессе обмена веществ, что хорошо улавливается оборудованием.

У механических систем тепло выделяется в результате трения подвижных частей, а в электрических устройствах нагреваются проводящие детали.

После наведении на объект инфракрасная камера мгновенно формирует двумерное изображение с показателями температур. Эти данные можно сохранить либо в памяти устройства, либо экспортировать на компьютер для более подробного анализа.

Некоторые модели имеют встроенные функции для беспроводной передачи данных. Различия в температуре, зарегистрированные в поле зрения тепловизора, позволяют представить информацию на экране прибора в черно-белых или цветных тонах.

Термограммы отображают интенсивность инфракрасного излучения исследуемых объектов. Каждый пиксель соответствует определенному значению температуры.

Используя такие данные, можно обнаружить недостатки в инженерных конструкциях, недостатки материалов, проблемы с теплоизоляцией и приемами ремонта.

На черно-белом экране тепловизора теплые зоны будут показаны светлыми оттенками, а холодные области будут почти неразличимы.

На цветном дисплее участки, которые излучают больше всего тепла, окрасятся в красный, в то время как области с низкой температурой перейдут к фиолетовому и черному.

Для анализа полученных данных достаточно подключить устройство к ПК. Это поможет настроить цветовую палитру термограммы для более явного отображения нужного диапазона температур.

Современные многофункциональные устройства имеют специальную матрицу-детектор с большим количеством чувствительных элементов.

Инфракрасное излучение, зафиксированное объективом, интерпретируется этой матрицей. Современные ИК-камеры могут обнаруживать температурные различия на уровне 0,05-0,1 °C.

Большинство приборов имеют ЖК-дисплеи для визуализации данных. Однако качество экрана не всегда соответствует высокому уровню всей системы.

Основной характеристикой является мощность микропроцессора, который отвечает за кодирование данных. Важной также является скорость обработки информации, так как снимки, сделанные без штатива, могут получиться размытыми.

Работа тепловизоров основана на сравнении температур общего фона и объекта, а также на преобразовании этих данных в изображение, различимое человеческим глазом.

Кроме того, важен параметр разрешения матрицы. Устройства с большим количеством чувствительных элементов создают более качественные изображения, чем приборы с низким разрешением.

Это объясняется тем, что с каждой чувствительной ячейки к объекту относится меньшая площадь. В изображениях с высоким разрешением оптические шумы практически незаметны.

Типы тепловизоров

Проверка частного дома на утечки тепла с помощью ИК-камеры позволяет получить наиболее точные данные и востребованный анализ температурных показателей. На основе полученной информации можно эффективно провести ремонт или модернизацию жилого пространства.

В тепловизионной диагностике используются два типа устройств:

• стационарные тепловизоры;
• портативные инфракрасные камеры.

Стационарные приборы применяются, в основном, на предприятиях, для регулярной проверки состояния электросетей и постоянного мониторинга сложного оборудования. Эти системы созданы на основе полупроводниковых матриц фотоприемников.

Портативные тепловизоры используются для энергоаудита многоквартирных и частных зданий. Они подходят как для разового измерения, так и для комплексной диагностики.

Портативные устройства разработаны с использованием кремниевых неохлаждаемых микроболометров и хорошо годятся для применения в труднодоступных местах.

Тепловизионная съемка — это эффективный бесконтактный метод обследования, который лучше всего применять в сочетании с аэродверями для измерения воздухопроницаемости зданий.

В зависимости от функциональных возможностей различают три типа тепловизоров:

1. Наблюдательные устройства — только визуализируют теплоконтрастные объекты, зачастую в монохроме.
2. Измерительные приборы — создают изображение в пределах инфракрасного излучения и присваивают каждой области определенное значение температуры.
3. Визуальные пирометры — предназначены для бесконтактного измерения температуры и визуализации теплового поля объектов для обнаружения зон с отклонениями.

Стоимость качественных тепловизоров начинается от 3000 долларов. Их приобретение для одного обследования зачастую нецелесообразно. Сегодня на рынке имеются предложения по аренде строительных тепловизоров на сутки, что является удобным решением.

Также можно заказать профессиональное тепловизионное обследование частного дома. Средняя цена за термографическую съемку составляет 5 долларов за квадратный метр.

Стоимость тепловизоров часто соответствует их функциональным возможностям. Однако даже экономичные версии этих устройств способны успешно выполнять инфракрасную диагностику. Поэтому при выборе устройства акцент следует делать на ключевых технических параметрах и способности решать конкретные задачи.

Эффективность тепловизионных камер определяется разрешением инфракрасного сенсора, его чувствительностью и температурным диапазоном работы.

Дополнительные функции оказываются весьма полезными и могут включать: цифровое увеличение изображения, лазерный указатель, возможность добавления аннотаций к термограммам, настраиваемую цветовую сигнализацию, а также определение зон с максимальными и минимальными температурами.

Аксессуары тоже значительно облегчают процессы тепловизионной диагностики: съемные широкоугольные оптики для общего обзора и телеобъективы для детального анализа определенных участков, раскладные штативы и контейнеры для аккумуляторов.

Рекомендации по использованию тепловизора

Основной целью тепловизионного обследования является точное выявление теплопотерь и неисправностей в работе инженерных систем, а также нахождение слабых мест в сооружениях на стадии строительства.

Диагностика зданий с помощью тепловизора включает в себя:

• исследование в длинноволновом ИК-диапазоне 8-15 мкм;
• создание температурной карты обследуемых объектов;
• мониторинг изменений тепловых процессов;
• точный расчет тепловых потоков.

Проверка жилого помещения осуществляется как снаружи, так и внутри строения. Снаружи инфракрасная съемка позволяет выявить большие недостатки в теплоизоляции и утечки воздуха через ограждающие конструкции. Внутри можно обнаружить проблемы с отоплением и электроснабжением.

Оптимально проводить тепловизионную диагностику в холодное время года, когда температура на улице ниже чем в помещении на более чем 10 градусов Цельсия.

Чем больше разница температур, тем более точными будут результаты проверки. Кроме того, для надежности данных, обследуемое здание должно быть отапливаемым не менее двух суток. В летний сезон проводить анализ с помощью тепловизора практически нецелесообразно из-за невысокой температурной разницы.

Тепловизионная съемка позволяет увидеть распределение температуры по поверхностям сооружений в определенный момент. Поэтому важны условия, при которых проводится обследование, чтобы гарантировать точность результатов.

На эффективность работы тепловизора влияют сильный ветер, солнечный свет и дожди. Эти факторы могут привести к охлаждению или перегреву здания, что сделает результаты обследования недействительными. Конструкции и поверхности не должны подвергаться прямым солнечным лучам или отраженному свету за 10-12 часов до начала диагностики.

Рекомендуется держать двери и окна закрытыми в течение 12 часов перед съемкой и во время обследования.

Перед началом диагностики необходимо установить базовые параметры на устройстве:

• определить нижний и верхний пределы температуры;
• задать диапазон тепловизионного обследования;
• выбрать уровень интенсивности.

Другие настройки могут корректироваться в зависимости от типа используемой теплоизоляции, а также материалов стен и перекрытий. Энергоаудит дома начинается с обследования фундамента, фасада и крыши.

На этом этапе особенно важно провести детальную диагностику, так как участки на одной поверхности могут значительно отличаться, и тепловизоры это вовсю продемонстрируют.

После завершения обследования внешней стороны можно переходить к внутренним обследованиям. Здесь можно обнаружить примерно 85% всех нарушений и дефектов конструкций и инженерных систем.

Съемка должна проводиться от окон к дверям, тщательно исследуя все проемы и стены. Двери между комнатами следует оставлять открытыми для улучшения циркуляции тепла и минимизации ошибок в измерениях.

Тепловизионный контроль подразумевает последовательное обследование различных участков ограждающих конструкций, которые должны быть доступны для тепловизионной съемки. Для этого необходимо убрать помехи, такие как предметы, закрывающие подоконники, плинтусы и углы.

Во время внутренней термографии стены стоит освобождать от ковров, картин, старых обоев и прочих вещей, мешающих прямому визуальному контакту с объектом исследования.

Объекты, оборудованные радиаторами, проверяются исключительно с внешней стороны. Обследование фасада проводится при хороших погодных условиях, без тумана, осадков и задымленности.

Анализ полученных результатов

Тепловизоры фиксируют температурный перепад, начинающийся с 3 °C, что на термограмме отображается как аномальные зоны с соответствующими цветовыми сигналами. Однако изображения по спектру не являются достаточным основанием, чтобы сразу обозначить участок как дефектный.

Необходимы теплотехнические расчеты для всех стран с аномальными показателями, прежде чем делать окончательные выводы о состоянии объектов.

Для этого вместе с портативными тепловизорами предоставляется программное обеспечение, позволяющее производить качественный и количественный анализ термограмм и создание отчетов.

Это значит, что для работы с тепловизором специальная подготовка не требуется. Прочитав руководство пользователя, можно самостоятельно провести тепловизионное обследование и проанализировать полученные данные с помощью предложенной программы. После анализа приложение предоставит экспертное заключение на фото.

Собранные данными можно также перенести в статистические программы – как электронные таблицы, так и специализированные инженерные утилиты, такие как MathLab.

Следует учитывать, что тепловизор может выдавать некорректные результаты при неверной настройке. Такие ошибки возможны при обследовании блестящих поверхностей, например, стекла, зеркал и глянцевой плитки.

Инфракрасное излучение от объектов, расположенных рядом, будет отражаться на этих поверхностях, что может искажать термограммы. Чтобы правильно измерить температуру зеркальных поверхностей, необходимо дополнительно настраивать коррекционные коэффициенты.

Также необходимо учитывать холодное излучение, которое может отражаться от окон и крыши дома, что может значительно занижать показания температуры.

Количественный анализ температурных полей на поверхности конструкций не учитывает коэффициенты излучения и фоновую радиацию окружающей среды, что актуально как при непосредственной съемке с помощью ИК-камеры, так и в процессе обработки результатов при помощи программного обеспечения.

Внутренние обследования дают более точные результаты, так как климатические условия снаружи не влияют на исследуемые поверхности. Окончательные термограммы после обработки соответствующими ПП соответствует реальному состоянию.

Использование строительного тепловизора позволяет объективно оценивать качество теплоизоляции зданий, выявлять холодные мостики и неровности утеплителя, а также находить скрытые повреждения и дефекты в установке оконных и дверных блоков и недочеты в стыках кровли, стен и перекрытий.

Инфракрасная диагностика помогает корректно и экономно выполнить работы по снижению теплопотерь в помещении, снизить затраты на утепление полов и других конструкций.

Эта исследовательская процедура позволит грамотно выбрать теплоизоляционные материалы для стен и потолков частного дома, что в итоге снизит расходы на отопление.

Заключение и полезное видео по теме

Видео о принципе работы тепловизора, о проверке зданий после утепления на наличие дефектов, а также о правильной интерпретации изображений в инфракрасных лучах:

Функциональные возможности термографических устройств:

Видеоролик, в котором показано, как провести анализ и составить технический отчет о тепловизионной диагностике с использованием программного модуля Testo IRSoft:

На сегодняшний день тепловизионное обследование с помощью ИК-камер стало передовой технологией неразрушающего контроля, позволяющей отслеживать состояние самых разнообразных конструкций, сетей коммуникации и электрооборудования.

Использование тепловизора для диагностики теплопотерь необходимо для предотвращения аварийных ситуаций, выявления дефектов тепло- и гидроизоляции, а также обнаружения неполадок в инженерных системах дома.

У вас есть опыт работы с тепловизором для диагностики слабых мест в вашем загородном доме или квартире? Возможно, у вас есть полезные советы по определению теплопотерь в строительных конструкциях? Ждем ваши комментарии, вопросы и фотографии по теме статьи в комментариях ниже.