Тепловизор для строительства: виды и правила проведения проверки дома

Объективно оценить выполненные работы по утеплению частного дома можно по ряду признаков. В большинстве случаев это количество затраченной электроэнергии на обогрев и показания термометров. Но если теплоизоляция оказалась неэффективной, найти причины без специального оборудования сложно.

В таких ситуациях задействуют тепловизор для строительства. В представленной нами статье детально изложен принцип действия и конструктивные особенности прибора. Приведены правила пользования и обработки полученных при тепловой съемке данных.

Зачем проводить тепловизионную съемку?

Обследование строительным тепловизором коттеджа, дачи или жилого дома дает возможность увидеть на термограмме то, что происходит внутри различных предметов и конструкций здания, вообще не касаясь их. Это называют неразрушающим контролем.

Такого рода осмотр покажет состояние отопительных трубопроводов в стенах и теплом полу без вскрытия штукатурки или кафельной плитки.

В основе тепловой диагностики лежит принцип фиксирования неоднородностей теплового поля, что позволяет судить о состоянии исследуемых объектов

Чувствительность некоторых моделей достигает сотых долей градуса, благодаря чему можно не только увидеть тепловой след на поверхности конструкций, но и узнать, что же происходит внутри.

Уникальным преимуществом современных тепловизоров перед другими средствами контроля является именно возможность заглянуть внутрь предметов без нарушения их целостности. Даже минимальное отклонение температурных показателей от нормы будет свидетельствовать о наличии неполадок, к примеру, в электросети.

Проверка частного дома тепловизором поможет решить самые разные задачи:

• локализовать места утечек тепла и определить степень их интенсивности;
• проконтролировать эффективность пароизоляции и выявить образование конденсата на различных поверхностях;
• правильно подобрать тип утеплителя и рассчитать необходимое количество теплоизоляционного материала;
• обнаружить протекание крыши, трубопроводов и теплотрасс, утечку теплоносителя из отопительной системы;
• проверить воздухонепроницаемость оконных стеклопакетов и качество монтажа дверных блоков;
• провести диагностику вентиляции и системы кондиционирования;
• определить наличие трещин в стенах сооружения и их размеры;
• найти места засоров в системе теплоснабжения;
• диагностировать состояние электропроводки и выявить слабые контакты;
• обнаружить места обитания грызунов в доме;
• найти источники сухости/повышенной влажности внутри частной постройки.

Строительный тепловизор дает возможность оперативно проверить соответствие параметров возведенного здания техническим требованиям, оценить качество недвижимого объекта перед его покупкой и диагностировать работу внутренних коммуникаций.

Проведенное обследование дома термографическим сканером до начала укладки теплоизоляционных материалов поможет правильно рассчитать расходы на утепление

А уже после окончания работ тепловизионная съемка позволит проконтролировать финальный результат и обнаружить недостатки монтажа, создающие теплопотери. Проверка покажет и мостики холода, которые можно быстро устранить при подготовке к зимнему сезону.

Перед реконструкцией или ремонтом старых сооружений прибор с инфракрасной камерой придет на помощь, чтобы выявить самые холодные зоны и места затеканий, проблемы с теплыми полами, и объективно оценить объем запланированных строительных работ.

Устройство и принцип работы

Чувствительным элементом любого тепловизора является датчик, который трансформирует инфракрасное излучение различных объектов неживой и живой природы, а также фона в электрические сигналы. Полученная информация преобразуется прибором и воспроизводится на дисплее в виде термограмм.

У всех живых организмов в результате метаболических процессов выделяется тепловая энергия, которая отлично видна оборудованию

У механических аппаратов нагрев отдельных составляющих частей происходит из-за постоянного трения в точках сопряжения подвижных элементов. В оборудовании и системах электрического типа нагреваются токопроводящие детали.

После наведения и съемки объекта ИК-камера мгновенно формирует двухмерное изображение, содержащее полные сведения о температурных показателях. Данные можно сохранить в памяти самого устройства или на внешнем носителе, а можно перенести при помощи USB-кабеля на ПК для детального анализа.

Некоторые модели тепловизоров имеют встроенные интерфейсы для моментальной беспроводной передачи цифровой информации. Регистрируемый тепловой контраст в поле зрения тепловизора позволяет визуализировать сигналы на экране прибора в полутонах черно-белой палитры или в цвете.

На термограммах отображается интенсивность инфракрасного излучения исследуемых конструкций и поверхностей. Каждый отдельный пиксель соответствует конкретному значению температуры.

По неоднородности теплового поля выявляют ошибки в инженерных конструкциях дома и дефекты стройматериалов, недостатки теплоизоляции и некачественный ремонт

На черно-белом экране тепловизора самыми светлыми будут отображены теплые зоны. Все холодные объекты будут практически неразличимыми.

На цветном цифровом дисплее участки, которые сильнее других излучают тепло, засветятся красным цветом. По уменьшению интенсивности излучения спектр будет сдвигаться в сторону фиолетового. Черным цветом на термограмме будут отмечены наиболее холодные зоны.

Для обработки полученных тепловизором результатов достаточно подключить прибор к персональному компьютеру. Это позволит перенастроить цветовую палитру на термограмме так, чтобы необходимый диапазон температур был заметен лучше всего.

Современные многофункциональные устройства оснащены специальной матрицей-детектором, которая состоит из огромного количества совсем миниатюрных чувствительных элементов.

Инфракрасное излучение, зафиксированное объективом тепловизора, будет проектироваться на этой матрице. Такие ИК-камеры способны обнаружить температурный контраст, равный показателям 0,05-0,1 ºC.

Большинство моделей тепловизоров оснащены жидкокристаллическим контрольным дисплеем для отображения информации. Однако качество экрана не всегда свидетельствует о высоком уровне инфракрасного оборудования в целом.

Основным параметром является мощность микропроцессора, задействованного для кодирования полученных данных. Скорость обработки информации играет главную роль, поскольку сделанные без штатива снимки могут оказаться размытыми.

Функционирование тепловизионных устройств базируется на фиксации температурной разницы общего фона и объекта, и преобразовании полученных данных в графическое изображение, видимое человеческим глазом

Еще один важный параметр – разрешение матрицы. Устройства с большим количеством чувствительных элементов дают более качественные двухмерные изображения, чем тепловизионные приборы с меньшим разрешением матрицы-детектора.

Такая разница объясняется тем, что на одну чувствительную ячейку приходится меньшая площадь поверхности исследуемого объекта. В графических изображениях с большим разрешением оптические шумы почти незаметны.

Виды тепловизионных приборов

Проверка частного дома на теплопотери ИК-камерой дает возможность провести максимально точные измерения и качественный анализ всех температурных показателей. А после этого, на основе оперативно полученных данных, грамотно выполнить ремонтные работы и/или модернизацию жилого объекта.

Для тепловизионной диагностики задействуют два типа устройств:

• стационарные тепловизоры;
• портативные инфракрасные камеры.

Стационарные приборы используют в основном на производственных предприятиях. Они предназначены для регулярной проверки состояния электросетей и постоянного мониторинга сложного техоборудования. Стационарные системы тепловидения выполнены на полупроводниковых матрицах фотоприемников.

При помощи портативных тепловизоров проводят энергоаудит жилых многоквартирных зданий и частных построек. Эти устройства используют как для одноразовой локальной проверки, так и для комплексной диагностики домов.

Переносные тепловизоры разработаны на основе кремниевых неохлаждаемых микроболометров и отлично подходят для применения в труднодоступных местах.

Тепловизионная съемка – эффективный бесконтактный метод обследования, который целесообразно совмещать с применением аэродвери для измерения и контроля воздухопроницаемости зданий

В зависимости от функциональных возможностей различают три вида тепловизоров:

1. Наблюдательные приборы — обеспечивают только визуализацию различных теплоконтрастных объектов, часто в монохромном виде.
2. Измерительные устройства — создают графическое изображение в пределах инфракрасного излучения и присваивают каждой точке светового сигнала определенное значение температуры.
3. Визуальные пирометры — предназначены для бесконтактных температурных измерений и визуализации теплового поля конкретных объектов с целью обнаружить зоны с отклонениями от нормальных показателей.

Цена на хорошие функциональные приемники теплового излучения стартует от 3000 долларов. Их покупка для одноразового обследования дома просто нерентабельна. Многие компании сегодня предлагают строительные тепловизоры в аренду на сутки. Это очень удобная услуга.

Также можно заказать полное профессиональное тепловизионное обследование коттеджа/дома. Средняя стоимость съемки тепловизором составляет 5 долларов за 1 метр квадратный площади частного жилого объекта.

Как правило, стоимость тепловизоров является показателем их функциональности. Но даже бюджетные модели эффективно выполняют инфракрасную диагностику. А потому при выборе стоит ориентироваться на базовые технические характеристики и умение решать конкретные задачи.

Функциональные возможности тепловизионных камер зависят от разрешения инфракрасного датчика, его чувствительности и рабочего диапазона температур

Большой плюс – наличие дополнительных функций, а именно: цифровое масштабирование, лазерный указатель, составление аннотаций к термограммам, настраиваемая цветовая сигнализация, определение участков с максимальными и минимальными температурными показателями.

Значительно упростят тепловизионную диагностику дома и различные аксессуары – съемные оптические широкоугольные объективы для рассмотрения общего плана и телеобъективы для детализации критических участков, раскладные штативы, контейнеры для хранения аккумуляторов.

Правила применения тепловизора

Главная задача тепловизионного обследования – безошибочно выявить потери тепла и дефекты в работе инженерных систем, а также обнаружить возможные слабые места жилого объекта на этапе строительства.

Тепловизионная диагностика зданий включает:

• обследование в длинноволновой ИК-области спектра в диапазоне 8-15 мкм;
• построение температурной карты исследуемых предметов и поверхностей;
• мониторинг динамики тепловых процессов;
• точный расчет тепловых потоков.

Проверку жилого объекта выполняют как снаружи, так и внутри здания. В первом случае инфракрасная съемка позволяет обнаружить грубые дефекты инфильтрации воздушных потоков через ограждающие конструкции дома и дефекты теплоизоляции. Во втором — выявить ошибки в функционировании отопительной системы и сети электроснабжения.

Проводить тепловизионную диагностику лучше в холодную пору, когда разница температурных показателей на улице и в доме составляет больше 10 градусов по шкале Цельсия

Чем выше перепад температур, тем точнее результаты проверки. Кроме того, чтобы получить корректные данные, обследуемый жилой объект должен бесперебойно отапливаться не меньше 2-х суток. В летний период обследовать здание тепловизором практически бесполезно из-за минимальной разницы температур.

Проверка зданий приемниками теплового излучения показывает распределение температурных полей по поверхностям предметов или конструкций в конкретный момент времени. Поэтому проведение съемки инфракрасной камерой сильно зависит от ряда условий, соблюдение которых критично для получения корректных результатов.

На работу прибора влияет сильный ветер, солнце и дождь. Под их воздействием дом будет охлаждаться или нагреваться, а значит проверку можно считать неэффективной. Обследуемые конструкции и поверхности не должны находиться в зоне попадания ярких прямых лучей солнца или отраженного излучения в течение 10-12 часов до старта тепловизионной диагностики.

Дверные и оконные блоки рекомендовано сохранять в фиксированном положении 12 часов перед съемкой инфракрасной камерой и в процессе проверки здания.

До начала обследования дома на устройстве необходимо выставить базовые настройки, а именно:

• установить нижний и верхний предел температуры;
• настроить диапазон тепловизионной съемки;
• выбрать уровень интенсивности.

Другие показатели регулируют в зависимости от типа теплоизоляции, материалов стен и перекрытий. Энергоаудит частного дома начинают с проверки фундамента, фасада и крыши здания.

На этом этапе очень важно провести тщательную диагностику, поскольку участки на одной плоскости значительно отличаются и приемники теплового излучения обязательно это покажут.

После проверки внешней части приступают к диагностическим мероприятиям внутри жилого здания. Здесь выявляют около 85% всех строительных дефектов и неисправностей инженерных систем

Съемку проводят в направлении от оконных блоков к дверям, неспешно исследуя все технологические проемы и стены. При этом двери между комнатами оставляют открытыми, чтобы стабилизировать потоки нагретого воздуха и свести к минимуму вероятность погрешностей при измерениях.

Тепловизионный контроль подразумевает поэтапную проверку разных зон ограждающих конструкций, которые для съемки инфракрасной камерой обязательно должны быть открытыми. Для этого нужно освободить подоконное пространство, организовать беспрепятственный доступ к плинтусам и углам.

Стены на время внутренней термографии здания необходимо освободить от ковров и картин, отслоившихся старых обоев и прочих предметов, которые препятствуют прямой видимости исследуемого объекта.

Дома, оснащенные радиаторами отопления, принято снимать только с внешней стороны. Диагностику фасадов проводят при благоприятных погодных условиях – отсутствии влажного тумана, задымленности, атмосферных осадков.

Интерпретация полученных данных

Тепловизионные устройства фиксируют температурный перепад от 3 ºC, а это отобразится на термограмме в виде аномальной зоны в характерном цветовом спектре. Однако само спектрозональное изображение – недостаточное обоснование, чтобы считать диагностируемый участок дефектным.

Для всех аномальных зон необходимо произвести теплотехнические расчеты и тогда уже делать выводы о состоянии исследуемых объектов

А потому в комплекте с портативными тепловизорами поставляется инструментальное программное обеспечение для качественного и количественного анализа термограмм, а также создания отчетов.

Все это значит, что для работы с инфракрасной камерой не требуется специальная подготовка. Изучив инструкцию пользователя, несложно самостоятельно провести тепловизионную проверку и обработку результатов в предлагаемой программе. После анализа полученных показателей приложение даст экспертную оценку снимкам.

Помимо этого, собранную оборудованием информацию можно перенести в программы для обработки статистических данных – табличные процессоры или специальные инженерные утилиты, например, MathLab.

Также стоит отметить, что тепловизор может выдавать некорректные результаты в случае неправильной настройки. Подобные ситуации происходят при обследовании таких поверхностей, как стекло, глянцевая плитка, зеркало.

Инфракрасное излучение рядом расположенных объектов будет отражаться в этих поверхностях, что и приведет к искажению термограмм. Чтобы правильно определить температуру зеркальных поверхностей в тепловизионных приборах необходимо дополнительно настраивать поправочные коэффициенты.

Следует принимать во внимание и холодное излучение, которое может отражаться от окон и крыши жилого объекта. Полученная термограмма может быть значительно холоднее, чем реальное состояние дома

Количественный метод анализа распределения температурных полей по поверхности конструкций не учитывает коэффициент излучения и фоновую радиацию окружающей среды. Причем неважно, выполняется ли съемка ИК-камерой на месте или же полученные результаты обрабатываются ПО.

При проведении диагностических мероприятий внутри здания получаются более достоверные результаты, поскольку внешние климатические условия не влияют на исследуемые поверхности. Итоговые термограммы после обработки соответствующими программами отвечают действительности.

Использование строительного тепловизора позволяет объективно оценить качество теплозащиты здания, обнаружить мостики холода и проседание утеплителя, а также найти скрытые повреждения и дефекты монтажа оконных блоков, дверных проемов, некачественно выполненные стыки кровли, стен и перекрытий.

Инфракрасная диагностика дает возможность правильно, а значит, экономно, выполнить работы по минимизации теплопотерь в жилом объекте, сократить затраты на утепление пола и теплоизоляцию прочих конструкций.

Проведение исследовательской процедуры даст возможность грамотно подобрать утеплитель для стен и потолка частной постройки. В итоге снизятся расходы на обогрев частного дома.

Выводы и полезное видео по теме

Принцип работы тепловизора, проверка здания после утепления на наличие дефектов и правильная интерпретация изображений в инфракрасных лучах в видео:

Функциональные возможности термографических сканеров:

Видеоролик о том, как провести анализ и создать технический отчет диагностики дома тепловизионным устройством с использованием программного модуля Testo IRSoft:

Сегодня тепловизионное обследование ИК-камерой – передовая технология неразрушающего мониторинга, которая позволяет контролировать состояние различных конструкций, коммуникационных сетей и электрооборудования.

Изучение теплопотерь с помощью тепловизора проводят, чтобы предотвратить возникновение аварийных ситуаций, обнаружить дефекты тепло- и гидроизоляции, выявить неисправности инженерных систем дома.

А у вас есть опыт пользования тепловизором для исследования слабых мест в своем загородном доме/квартире? Возможно, вы можете поделиться полезными сведениями по определению потерь тепла строительной конструкцией? Пишите, пожалуйста, комментарии, задавайте вопросы, размещайте фото по теме статьи в расположенном ниже блоке.