Ehituse termokaamera: liigid ja maja ülevaatuse reeglid

Eramu soojustamistööde objektiivset hindamist saab teha mitme tunnuse alusel. Enamasti on selleks kütmisele kulutatud elektrienergia hulk ja termomeetrite näidud. Kuid kui soojusisolatsioon osutus ebaefektiivseks, on ilma erivarustuseta põhjuseid raske leida.

Sellistes olukordades kasutatakse ehitussoojuskaamerat. Meie esitatud artiklis on üksikasjalikult kirjeldatud seadme tööpõhimõtet ja konstruktsiooni iseärasusi. Toodud on kasutamise ja termopildistamisel saadud andmete töötlemise reeglid.

Miks teha termopildistust?

Ehitusssoojuskaameraga suvila või elamu kontrollimine annab võimaluse näha termogrammil seda, mis toimub erinevate esemete ja hoonekonstruktsioonide sees, ilma neid puudutamata. Seda nimetatakse mittepurustavaks kontrolliks.

Selline kontroll näitab küttetorustike seisukorda seintes ja soojas põrandas ilma krohvi või keraamilisi plaate avamata.

Soojusdiagnostika aluseks on soojusvälja ebahomogeensuste salvestamise põhimõte, mis võimaldab hinnata uuritavate objektide seisukorda.

Mõnede mudelite tundlikkus ulatub kraadi sajandikeni, tänu millele saab mitte ainult näha soojusjälge konstruktsioonide pinnal, vaid ka teada, mis sees toimub.

Kaasaegsete soojuskaamerate unikaalseks eeliseks teiste kontrollivahendite ees on just võimalus vaadata esemete sisse ilma nende terviklikkust rikkumata. Isegi minimaalne temperatuurinäitajate kõrvalekalle normist viitab rikete olemasolule, näiteks elektrivõrgus.

Eramu termokontroll soojuskaameraga aitab lahendada väga erinevaid ülesandeid:

• Lokaliseerida soojuslekkekohad ja määrata nende intensiivsus;
• Kontrollida aurutõkke tõhusust ja tuvastada kondensaadi teke erinevatel pindadel;
• Valida õige soojustustüüp ja arvutada vajalik kogus soojusisolatsioonimaterjali;
• Avastada katuse, torustike ja soojatrasside lekked, soojuskandja leke küttesüsteemist;
• Kontrollida akende klaaspakettide õhutihedust ja usteplokkide paigalduse kvaliteeti;
• Teostada ventilatsiooni ja konditsioneerimissüsteemi diagnostika;
• Määrata pragude olemasolu ehitise seintes ja nende mõõtmed;
• Leida ummistuskohad soojavarustussüsteemis;
• Diagnoosida elektrijuhtmestiku seisukorda ja tuvastada nõrgad kontaktid;
• avastada näriliste elupaiku majas;
• leida kuivuse/kõrgenenud niiskuse allikad eraehitises.

Ehitustermokaamera võimaldab kiiresti kontrollida püstitatud hoone parameetrite vastavust tehnilistele nõuetele, hinnata kinnisvaraobjekti kvaliteeti enne selle ostmist ja diagnoosida sisekommunikatsioonide tööd.

Enne soojustusmaterjalide paigaldamist läbiviidud termograafilise skanneriga uuring aitab õigesti arvutada soojustamiskulusid.

Juba pärast tööde lõppu võimaldab termograafiline pildistamine kontrollida lõpptulemust ja avastada paigalduse puudusi, mis põhjustavad soojuskadusid. Kontroll näitab ka külmasildu, mida saab kiiresti kõrvaldada talvehooajaks valmistumisel.

Enne vanade ehitiste rekonstrueerimist või remonti tuleb infrapunakaameraga seade appi, et tuvastada kõige külmemad tsoonid ja lekkekohad, probleemid põrandaküttega ning objektiivselt hinnata kavandatud ehitustööde mahtu.

Ehitus ja tööpõhimõte

Iga termokaamera tundlikuks elemendiks on andur, mis muundab erinevate eluta ja eluslooduse objektide ning tausta infrapunakiirgust elektrilisteks signaalideks. Saadud teave töödeldakse seadme poolt ja kuvatakse ekraanil termogrammidena.

Kõigil elusorganismidel eraldub ainevahetusprotsesside tulemusena soojusenergia, mis on seadmele väga hästi nähtav.

Mehaanilistes seadmetes tekib üksikute koostisosade kuumenemine pideva hõõrdumise tõttu liikuvate elementide ühenduspunktides. Elektrilist tüüpi seadmetes ja süsteemides kuumenevad voolu juhtivad detailid.

Pärast objekti suunamist ja pildistamist moodustab IR-kaamera hetkega kahemõõtmelise pildi, mis sisaldab täielikku teavet temperatuurinäitajate kohta. Andmeid saab salvestada seadme enda mällu või välisele andmekandjale, samuti saab need USB-kaabli abil arvutisse üle kanda üksikasjalikuks analüüsiks.

Mõnedel termokaamerate mudelitel on sisseehitatud liidesed digitaalse teabe hetkeseks traadita edastamiseks. Termokaamera vaateväljas registreeritav termiline kontrast võimaldab visualiseerida signaale seadme ekraanil mustvalge paleti pooltoonides või värviliselt.

Termogrammidel kuvatakse uuritud konstruktsioonide ja pindade infrapunakiirguse intensiivsus. Iga üksik piksel vastab konkreetsele temperatuuriväärtusele.

Soojusvälja ebaühtlusest tulenevalt tuvastatakse vead hoone konstruktsioonides, ehitusmaterjalide defektid, soojusisolatsiooni puudused ja ebakvaliteetne remont.

Termokaamera mustvalgel ekraanil on kõige heledamana näha soojad tsoonid. Kõik külmad objektid on praktiliselt eristamatud.

Värvilisel digitaalekraanil muutuvad teistest rohkem soojust kiirgavad alad punaseks. Kiirguse intensiivsuse vähenedes nihkub spekter violetsemaks. Termogrammil tähistatakse mustaga kõige külmemad tsoonid.

Saadud termokaameratulemuste töötlemiseks piisab seadme ühendamisest personaalarvutiga. See võimaldab termogrammil värvipaletti ümber seadistada nii, et vajalik temperatuurivahemik oleks kõige paremini nähtav.

Kaasaegsed mitmefunktsioonilised seadmed on varustatud spetsiaalse detektormaatriksiga, mis koosneb tohutust hulgast väga pisikestest tundlikest elementidest.

Termokaamera objektiivi poolt jäädvustatud infrapunakiirgus projitseeritakse sellele maatriksile. Sellised infrapunakaamerad suudavad tuvastada temperatuurikontrasti, mis on võrdne 0,05–0,1 °C-ga.

Enamik termokaameramudeleid on varustatud vedelkristalljuhtekraaniga teabe kuvamiseks. Kuid ekraani kvaliteet ei näita alati kõrget infrapunaseadmete üldist taset.

Peamine parameeter on andmete kodeerimiseks kasutatava mikroprotsessori võimsus. Teabe töötlemise kiirus mängib olulist rolli, kuna ilma statiivita tehtud pildid võivad olla hägused.

Termokaameraseadmete talitlus põhineb üldise tausta ja objekti temperatuurierinevuse fikseerimisel ning saadud andmete teisendamisel inimsilmale nähtavaks graafiliseks kujutiseks.

Veel üks oluline parameeter on maatriksi eraldusvõime. Suurema hulga tundlike elementidega seadmed annavad kvaliteetsemaid kahemõõtmelisi pilte kui väiksema detektormaatriksi eraldusvõimega termokaameraseadmed.

Selline erinevus on seletatav sellega, et ühe tundliku elemendi kohta tuleb väiksem uuritava objekti pindala. Suurema eraldusvõimega graafilistes piltides on optilised mürad peaaegu märkamatud.

Termopildistusseadmete liigid

Eramu soojuskao kontrollimine infrapunakaameraga võimaldab teha võimalikult täpseid mõõtmisi ja kvalitatiivset analüüsi kõigist temperatuurinäitajatest. Pärast seda saab kiiresti saadud andmete põhjal asjatundlikult teostada remonditöid ja/või elamu kaasajastamist.

Termograafiliseks diagnostikaks kasutatakse kahte tüüpi seadmeid:

• statsionaarsed termokaamerad;
• kaasaskantavad infrapunakaamerad.

Statsionaarseid seadmeid kasutatakse peamiselt tootmisettevõtetes. Need on ette nähtud elektrivõrkude seisukorra regulaarseks kontrollimiseks ja keeruka tehnikaseadme pidevaks jälgimiseks. Statsionaarsed termokaamerasüsteemid on valmistatud fotodetektorite pooljuhtmaatriksitel.

Kaasaskantavate termokaamerate abil tehakse elamute korterelamute ja eramajade energiaauditeid. Neid seadmeid kasutatakse nii ühekordseks lokaalseks kontrolliks kui ka majade kompleksseks diagnostikaks.

Kantavad termokaamerad on välja töötatud ränist jahutamata mikrobolomeetrite baasil ja sobivad suurepäraselt kasutamiseks raskesti ligipääsetavates kohtades.

Termokaameraga pildistamine on tõhus kontaktivaba uurimismeetod, mida on otstarbekas kombineerida õhuukse kasutamisega hoonete õhuläbilaskvuse mõõtmiseks ja jälgimiseks.

Funktsionaalsuse põhjal eristatakse kolme tüüpi termokaameraid:

1. Vaatlusseadmed — tagavad ainult erinevate soojuskontrastsete objektide visualiseerimise, sageli monokroomsena.
2. Mõõteseadmed — loovad graafilise kujutise infrapunakiirguse piires ja omistavad igale valgussignaali punktile kindla temperatuuri väärtuse.
3. Visuaalsed püromeetrid — on ette nähtud kontaktivabadeks temperatuurimõõtmisteks ja konkreetsete objektide soojusvälja visualiseerimiseks, et tuvastada tsoonid, kus on kõrvalekaldeid normaalsetest näitajatest.

Heade funktsionaalsete soojuskiirguse vastuvõtjate hind algab 3000 dollarist. Nende ostmine ühekordseks majakontrolliks on lihtsalt ebaotstarbekas. Paljud ettevõtted pakuvad tänapäeval ehitustermokaameraid ööpäevaks üürimiseks. See on väga mugav teenus.

Samuti saab tellida täieliku professionaalse termokaamera kontrolli suvila/maja kohta. Termokaameraga pildistamise keskmine maksumus on 5 dollarit 1 ruutmeetri kohta eramaja pindalast.

Üldjuhul on termokaamerate hind nende funktsionaalsuse näitaja. Kuid isegi eelarvelised mudelid teostavad infrapunadiagnostikat tõhusalt. Seetõttu tasub valikul keskenduda põhilistele tehnilistele omadustele ja oskusele lahendada konkreetseid ülesandeid.

Termokaamerate funktsionaalsed võimalused sõltuvad infrapunaanduri eraldusvõimest, tundlikkusest ja töötemperatuuride vahemikust.

Suur pluss on lisafunktsioonide olemasolu, nimelt: digitaalne suurendamine, laserpointer, termogrammide annotatsioonide koostamine, kohandatav värvihäire, maksimaalsete ja minimaalsete temperatuurinäitajatega alade tuvastamine.

Mugandavad oluliselt kodu termokaameradiagnostikat ja mitmesuguseid tarvikuid – eemaldatavad optilised lainurkobjektiivid üldplaanide vaatamiseks ning teleobjektiivid kriitiliste alade detailsemaks nägemiseks, kokkupandavad statiivid, akuhoidikud.

Soojuskaamera kasutusreeglid

Termograafilise uuringu peamine eesmärk on veatult tuvastada soojuskadusid ja defekte insenerisüsteemide töös, samuti avastada võimalikke nõrku kohti elamuehitise ehituse etapis.

Hoonete termodiagnostika hõlmab:

• uuringut pikalainelises infrapunaspektri piirkonnas vahemikus 8-15 µm;
• uuritavate objektide ja pindade temperatuurikaardi koostamist;
• soojusprotsesside dünaamika jälgimist;
• täpset soojusvoogude arvutamist.

Elamu kontrolli teostatakse nii hoone välis- kui ka siseküljel. Esimesel juhul võimaldab infrapunapildistamine tuvastada jämedaid õhuvoolude infiltratsioonidefekte läbi hoone piirdekonstruktsioonide ja soojustusdefekte. Teisel juhul avastada tõrkeid küttesüsteemi ja elektrivarustusvõrgu töös.

Termodiagnostikat on parem teha külmal ajal, kui õue- ja toatemperatuuri erinevus on üle 10 kraadi Celsiuse skaala järgi

Mida suurem on temperatuuride erinevus, seda täpsemad on kontrolli tulemused. Lisaks peab uuringu all olev elamu korrektsete andmete saamiseks olema katkematult köetud vähemalt 2 ööpäeva. Suvel on hoone termokaameraga uurimine praktiliselt kasutu temperatuuride minimaalse erinevuse tõttu.

Hoonete kontrollimine soojuskiirguse vastuvõtjatega näitab temperatuuriväljade jaotumist esemete või konstruktsioonide pindadel konkreetsel ajahetkel. Seetõttu sõltub infrapunakaameraga pildistamine suuresti mitmetest tingimustest, mille täitmine on korrektsete tulemuste saamiseks kriitilise tähtsusega.

Seadme tööd mõjutavad tugev tuul, päike ja vihm. Nende mõjul maja jahtub või soojeneb, mistõttu võib kontrolli pidada ebaefektiivseks. Uuritavad konstruktsioonid ja pinnad ei tohi 10-12 tundi enne termodiagnostika alustamist sattuda eredate otseste päikesekiirte või peegeldunud kiirguse kätte.

Uste ja akende plokke on soovitatav hoida fikseeritud asendis 12 tundi enne infrapunakaameraga pildistamist ja hoone kontrollimise ajal.

Enne maja uuringu alustamist tuleb seadmel seadistada põhiseaded, nimelt:

• määrata temperatuuri alumine ja ülemine piir;
• seadistada termopildistuse vahemik;
• valida intensiivsuse tase.

Teisi näitajaid reguleeritakse vastavalt soojustuse tüübile, seinte ja lagede materjalidele. Eramu energiaauditit alustatakse hoone vundamendi, fassaadi ja katuse kontrollimisega.

Selles etapis on väga oluline teha põhjalik diagnostika, kuna ühel tasapinnal olevad alad erinevad oluliselt ja soojuskiirguse vastuvõtjad näitavad seda kindlasti.

Pärast välisosa kontrollimist asutakse diagnostilistele tegevustele elamu sees. Siin avastatakse umbes 85% kõigist ehitusvigadest ja tehnosüsteemide riketest.

Pildistamine toimub suunas aknaplokkidest uste poole, aeglaselt uurides kõiki tehnoloogilisi avasid ja seinu. Samal ajal jäetakse ruumidevahelised uksed lahti, et stabiliseerida sooja õhu voolud ja minimeerida mõõtmisvigade tõenäosust.

Termograafiline kontroll eeldab erinevate piirdekonstruktsioonide tsoonide etapiviisilist kontrolli, mis infrapunakaameraga pildistamiseks peavad olema avatud. Selleks tuleb vabastada aknalaua alune ruum, tagada takistusteta juurdepääs põrandaliistudele ja nurkadele.

Hoone sisetermograafia ajaks tuleb seinad vabastada vaipadest ja maalidest, irdunud vanadest tapeetidest ja muudest esemetest, mis takistavad uuritava objekti otsest nähtavust.

Küttradiaatoritega varustatud maju pildistatakse tavaliselt ainult väljastpoolt. Fassaadide diagnostikat tehakse soodsate ilmastikutingimuste korral – niiske udu, suitsuse ja sademete puudumisel.

Saadud andmete tõlgendamine

Termograafilised seadmed registreerivad temperatuurierinevust alates 3 ºC, ja see kajastub termogrammil anomaalse tsoonina iseloomulikus värvispektris. Kuid spektritsooniline pilt ise ei ole piisav põhjendus, et pidada diagnostitavat ala defektseks.

Kõigi anomaalsete tsoonide jaoks tuleb teha soojustehnilised arvutused ja alles seejärel teha järeldused uuritavate objektide seisundi kohta.

Seetõttu tarnitakse koos kaasaskantavate termokaameratega instrumentaalne tarkvara termogrammide kvalitatiivseks ja kvantitatiivseks analüüsiks ning aruannete koostamiseks.

Kõik see tähendab, et infrapunakaameraga töötamiseks pole vaja erilist ettevalmistust. Olles uurinud kasutusjuhendit, on lihtne iseseisvalt teostada termograafiline kontroll ja töödelda tulemusi pakutavas programmis. Pärast saadud näitajate analüüsi annab rakendus piltidele eksperthinnangu.

Lisaks sellele saab seadmega kogutud teavet üle kanda statistikatöötlusprogrammidesse – tabeliprogrammidesse või spetsiaalsetesse inseneriutiliitidesse, näiteks MathLab.

Samuti tuleb märkida, et termokaamera võib anda valesid tulemusi vale seadistuse korral. Sellised olukorrad tekivad selliste pindade nagu klaas, läikiv plaat, peegel uurimisel.

Lähedalasuvate objektide infrapunakiirgus peegeldub nendes pindades, mis põhjustab termogrammide moonutusi. Et õigesti määrata peegelpindade temperatuuri termokaamerates, tuleb täiendavalt reguleerida paranduskoefitsiente.

Arvesse tuleb võtta ka külma kiirgust, mis võib peegelduda elamu akendelt ja katuselt. Saadud termogramm võib olla oluliselt külmem kui maja tegelik seisund.

Konstruktsioonide pinna temperatuuriväljade jaotuse kvantitatiivne analüüsimeetod ei võta arvesse kiirgustegurit ja ümbritseva keskkonna taustkiirgust. Pealegi pole oluline, kas pildistamine toimub kohapeal IR-kaameraga või töödeldakse saadud tulemusi tarkvaraga.

Diagnostiliste tegevuste läbiviimisel hoone sees saadakse usaldusväärsemaid tulemusi, kuna välised kliimatingimused ei mõjuta uuritavaid pindu. Lõplikud termogrammid vastavad pärast vastavate programmidega töötlemist tegelikkusele.

Ehitusliku termokaamera kasutamine võimaldab objektiivselt hinnata hoone soojuskaitse kvaliteeti, tuvastada külmasildu ja isolatsiooni vajumist, samuti leida varjatud kahjustusi ja defekte aknaplokkide, ukseavade paigalduses, kvaliteedita teostatud katuse, seinte ja vahelagede ühenduskohti.

Infrapunadiagnostika annab võimaluse õigesti, seega ka säästlikult, teostada töid elamu soojuskadude minimeerimiseks, vähendada kulutusi põranda soojustamisele ja muude konstruktsioonide soojusisolatsioonile.

Uurimisprotseduuri läbiviimine annab võimaluse asjatundlikult valida seinte isolatsioonimaterjal ja lae eraehitise jaoks. Selle tulemusel vähenevad eramaja küttekulud.

Järeldused ja kasulik video teemal

Termokaamera tööpõhimõte, hoone kontrollimine pärast soojustamist defektide olemasolu suhtes ja piltide õige tõlgendamine infrapunakiirtes videos:

Termograafiliste skannerite funktsionaalsed võimalused:

Video sellest, kuidas teha analüüsi ja koostada tehniline aruanne maja diagnostikast termokaameraseadmega, kasutades tarkvaramoodulit Testo IRSoft:

Tänapäeval on termokaameraga termograafiline uuring – mittelõhkuva monitooringu edasijõudnud tehnoloogia, mis võimaldab kontrollida erinevate konstruktsioonide, kommunikatsioonivõrkude ja elektriseadmete seisundit.

Termokaamera abil soojuskadude uurimist viiakse läbi, et vältida avariiolukordade tekkimist, tuvastada soojus- ja hüdroisolatsiooni defekte, avastada maja insenerisüsteemide rikkeid.

Kas Teil on kogemusi termokaamera kasutamisega oma maakodu/korteri nõrkade kohtade uurimiseks? Võib-olla saate jagada kasulikku teavet ehituskonstruktsiooni soojuskadude määramise kohta? Palun kirjutage kommentaare, esitage küsimusi, postitage artikli teemaga seotud fotosid allpool asuvasse plokki.