2011/05: A termográfia elmélete és gyakorlata: épület-termográfiai alapok, mérési körülmények, gyakorlati tanácsok

GyártásTrend 2011/05, Műszaki diagnosztika rovat

“Egy univerzális mérési eljárás”

Az épület-termográfia elsődleges célja az épületek hőszigetelésének objektív és teljes körű állapotfelmérése. Épületekkel kapcsolatosan alapvetően kvantitatív és kvalitatív termográfiai eljárásokat különböztetünk meg egymástól. Fontos tudni, hogy a termográfiai mérés a felületek hőmérsékletének pillanatfelvételét szolgálja, amelyet a legkülönbözőbb mérési körülmények befolyásolnak.

Ha átgondoljuk a korábbi lapszámainkban közzétett elméleti bevezető során taglaltakat, világossá válik, hogy a mérni kívánt alacsony hőmérsékletek miatt az épületek termográfiájához hosszú hullámú hőkamerát kell választanunk. A középhullámú hőkamerákkal ugyanis hideg testek nem mérhetők, mivel azok középhullámú sugárzási kibocsátása minimális, illetve egyáltalán nincs. A hosszú hullámú tartomány azért is előnyös számunkra, mivel ezen atmoszferikus ablak kedvező átviteli tulajdonsága révén akár száz méterről is szinte veszteségmentesen érzékelhetjük a hősugárzást.

A hőkamerák hullámhossz-tartományának hatása. Balra hosszú hullámú kamerával készített hőkép: nagyon jó hőmérséklet-felbontás, kevés zaj, a legmelegebb hely az ablakkeret felső pereme (13,56 °C, mivel a mérés nem lát át az üvegen). Jobbra középhullámú kamerával készített hőkép: rosszabb hőmérséklet-felbontás, zajosabb kép, a legmelegebb pont az égő lámpa a szobában (57,06 °C, mivel a kamera látja az égőt az üveg mögött)

Hosszú ill. közepes hullámhossz termikus felbontása (forrás: PIM)

További pozitívumként merül fel a mérések során, hogy az általánosan használt építési anyagok (ablaküveg és fényes, illetve polírozott burkolatok kivételével) viszonylag magas emissziós tényezővel bírnak, és mivel a mérendő tárgyak hőmérséklete tipikusan csak kis mértékben tér el a környezeti hőmérséklettől, a reflexió hatásától csak csekély mértékben kell tartanunk. Egészen más a helyzet például az üvegfelületek vagy a vadonatúj alumíniumburkolatú hőszigetelések esetén, ezek sajnos alapesetben nem mérhetők.

Reflexió hatása (forrás: PIM)Reflexió hatása (forrás: PIM)

A reflexió (hősugárzás-visszaverődés) hatása. Balra betápsínek hőképe: a sínek polírozott felülete igen alacsony emissziós tényezőjű, a tápsínek valódi hőmérséklete csak a festet részeken (fázisszínjelöléseken) érzékelhető, a többi rész tükrözi a környezet hőmérsékletét. Jobbra forrólevegő-ventilátor hőképe: a hőszigetelés polírozott alumíniumburkolata igen alacsony emissziós értékű, a forrólevegő-ventilátor valós hőmérséklete a rozsdás búvónyíláson látható (>160 °C), a többi rész tükrözi a környezet hőmérsékletét, a hőszigetelt felületek hőmérséklete a felső (szennyezett) területek alapján sejthető (90 °C körül), mivel a szennyeződés miatt ott jobb az emissziós tényező.

Az épület-termográfia különlegességei

Az épület-termográfia elsődleges célja az épületek hőszigetelésének objektív és teljes körű állapotfelmérése. De soha ne felejtsük el, hogy a termográfiai mérés a felületek hőmérsékletének pillanatfelvételét szolgálja, amelyet a legkülönbözőbb mérési körülmények befolyásolnak. Épületekkel kapcsolatosan alapvetően a kétféle termográfiai eljárást különböztetünk meg egymástól.

Kvantitatív (mennyiségi, számszerű) termográfiai vizsgálatok A kvantitatív épület-termográfia célja az épület teljes felületi hőeloszlásának értékelése és a hővezetési együttható meghatározása (például hőveszteség vagy fűtési energia-szükséglet számításakor). Mivel az együttható csak igen korrekt (abszolút pontosságú) hőmérsékletadatok alapján számítható ki, a hőkamerával végzett adatgyűjtéssel kapcsolatosan nagyon szigorú feltételeket kell teljesíteni.

Az eljárásra jellemző

  • nagy kiértékelési igény
  • erős korlátok az évszak, a napszak és az időjárás szempontjából
  • csak több esőmentes nap után és csak szélcsendben végezhető el
  • csak állandósult hőáramlási feltételek mellett alkalmazható (kora reggel vagy késő este)
  • viszonyítási alapok meghatározásához kiegészítő beltéri mérések is szükségesek

Kvalitatív (minőségi, általános) termográfiai vizsgálatok A kvalitatív hőkamerás épületvizsgálat célja az épület hőhídjainak és hőszigetelési „hibáinak” (minőségi eltérések) keresése és dokumentálása. A legtöbb probléma kellően nagy hőmérséklet-felbontó képességű hőkamerával megjeleníthető hőkülönbségek alapján felderíthető, az abszolút (számszerűen egzakt) hőmérsékletadatoknak ilyenkor csak kisebb szerepük van.

Az eljárás jellemzői

  • kevesebb korlátozás a mérési feltételekkel szemben
  • enyhébb korlátok az évszak, a napszak és az időjárás szempontjából
  • csak esőmentes napon és csak szélcsendben végezhető el
  • csak állandósult hőáramlási feltételek mellett alkalmazható (kora reggel vagy késő este)
IBRIS3-mosaik professzionális hőképkiértékelés (forrás: PIM)

Mind a kvantitatív, mind a kvalitatív termográfiai épületvizsgálatok során bel- és kültéri méréseket egyaránt érdemes elvégezni. Sőt, a kvantitatív vizsgálatok esetén gyakorlatilag kötelező a beltéri vizsgálatok elvégzése, mivel csak így számítható ki az egyes felületek hőáramlási tulajdonsága. Táblázatunk áttekintést nyújt a bel- és kültéri mérések során figyelembe veendő mérési feltételekről, valamint a mérések kivitelezése közötti különbségekről (nehézségekről).

Különbségek a bel- és kültéri termográfiai vizsgálatok között

Kültéri termográfiaBeltéri termográfia
  • általában a teljes falfelület jól belátható (jó áttekinthetőség)
  • változtatható felvételi pozíciók
  • kis időigény, nem zavarja az épület használóját
  • erősen időjárásfüggő, csak napsütésmentes napszakban végezhető el
  • problémás tetőtéri és szellőztetett épületburkolatok esetén
  • gondot okoz a külső felületek lefedettsége fákkal, erkélyekkel, épületdíszekkel
  • gyakran csak a falak egyes részei mérhe­tők, akár lényeges felületek is elérhetetlenek
  • a rálátás gyakran a meglévő bútorzat vagy az épületgépészeti elemek miatt igen korlátozott
  • nagy előkészítési időigény, zavarja az épület használóját
  • az időjárásnak nincs közvetlen hatása (erősen gyengített hatás azért van), bizonyos feltételek mellett nappal is elvégezhető
  • tetőtéri és szellőztetett épületburkolatok esetén jobban értékelhető
  • légszigetelés hiányosságai (huzat) szélben jobban érzékelhetők

Általános mérési körülmények és feltételek

Ahhoz, hogy a hőkamerával ne csak „szép színes” képeket készítsünk a bevizsgálandó épületről, hanem építész, energetikus, statikus és üzemeltető által kiértékelhető – helyes következtetéseket megengedő – hőképek készüljenek, a következőkben felsorolt minimumfeltételeknek kell teljesülniük:

  • a külső felvételek a kora reggeli vagy késő esti órákban (napsütéstől mentes napszakban) készüljenek, száraz időjárásban, szélcsendben (legfeljebb gyenge szél (max.
  • a kül- és beltéri hőmérséklet közötti különbség legalább 15-20 K legyen
  • a beltér egyenletesen legyen felfűtve (belső ajtók nyitva), szigorúan zárt külső nyílászárók mellett
  • a fűtés automatikus éjjeli üzemmódja (ha van) ki legyen kapcsolva (tehát a teljes fűtés üzemeljen).

A fentiekből következik, hogy az épület-termográfia csak a fűtési szezonban, megfelelően hideg (5 °C alatti) időjárás esetén kivitelezhető.

Követelmények a hőkamerarendszerrel szemben

A megfelelő minőségű, kiértékelhető hőképek készítésekor magával a hőkamerával szemben is igen komoly elvárások vannak, amelyek betartása nélkül csak felismerhetetlen, hibahelyeket kimutatni nem képes hőképeket kapunk. A hőkamerának minimálisan teljesítenie kell következő felsorolás első hat pontját:

  • nagy termikus felbontás (0,08 K vagy jobb)
  • minél több képpont (minimum 320×240 pixel)
  • alacsony zajszint, jó jel-zaj viszony (a –40 °C-tól kalibrált kamerák teljesítik ezt)
  • hőmérséklet tartomány –20 °C-tól +100 °C-ig (jobb, ha –40 °C-tól)
  • üzemi hőmérséklet tartománya –10 °C-tól (jobb, ha –20 °C-tól)
  • nagy geometriai felbontás (1,5 mrad vagy jobb)
  • könnyű kezelhetőség (például automatikus fókusz)
  • nagy tárolási képesség (lehetőleg minimum 200 hőkép)
  • sokoldalú kiértékelő és dokumentáló PC-szoftver
Napsütés hatása (forrás: PIM)
A napsütés hatása
Balra nap közbeni épületfelvétel (befejezetlen építkezés):
– a nap hősugárzása visszaverődik az épület falain, a falak melegnek tűnnek, holott nincs is fűtés.
Jobbra épületfelvétel három órával napnyugta után:
– a nappali napsütés felmelegítő hatása már csak alig vehető észre, most tehát mérhetünk.

Sorozatunk folytatásában további hőképes példákat mutatunk majd be a felsorolt szabályok betartása fontosságának szemléltetésére.

 

Rahne Eric (PIM Kft.)
pim-kft.hu
termokamera.hu

 

Kapcsolatfelvétel

A publikáció tartalmát szerzői jogok védik, ennek (akár csak részben történő) felhasználása, elektronikus vagy nyomtatott tovább-publikálása csak a forrás és a szerző nevének feltüntetése mellett, valamint a szerző előzetes írásos engedélyének megléte esetén megengedett. A szerzői jogok (Copyright) megsértése jogi következményekkel jár.