Épület-termográfia (tipikus hibák felfedezése /rövid cikk/)

Épület-termográfia

Tipikus építészeti ill. épületgépészeti hibák felfedezése

Az épületek energetikailag egyik legfontosabb eleme a külső „burkolatuk” – a falak, a nyílászárók és a tető. Lényeges, hogy ezek minél jobb hőszigetelő képességgel rendelkezzenek. Termográfiai eszközökkel könnyen felismerhetők a hőhidak, gyenge hőszigetelésű szerkezetek, bevizsgálhatók a fugák és csatlakozások kivitele, valamint az épületgépészeti vagy villamos berendezések állapota és elhelyezése. Továbbá felfedezhető termográfiával a fellépő párolgási hőelvonás miatt a páralecsapódás, a vízszivárgások/beázások, illetve a kapilláris nedvesség is.

Javasolt mérési körülmények és feltételek

Helyes következtetéseket megengedő hőképek készítéséhez a következőkben felsorolt feltételeknek kell teljesülniük hőszigetelés vizsgálatok esetén:

  • A külső felvételek a kora reggeli vagy késő esti órákban (napsütéstől mentes napszakban) készüljenek, száraz időjárásban, legfeljebb gyenge szélben,
  • A kül- és beltéri hőmérséklet közötti különbség legalább 10 – 15 K legyen legalább 1-2 héten keresztül (a falak termikus időállandója végett),
  • A beltér egyenletesen legyen felfűtve szigorúan zárt külső nyílászárók mellett.

A fentiekből következik, hogy a fűtött épületek hőszigetelésének bevizsgálása csak a fűtési szezonban, megfelelően hideg (5 – 10°C alatti) időjárás esetén kivitelezhető. (Hűtőházak bevizsgálását pedig tavasztól-őszig végezhetőjük el.)

Más vizsgálatokat, mint pl. párásodás, szivárgás, rejtett építészeti elemek keresését, klíma- és szellőzőberendezések bevizsgálását szinte az egész év folyamán végezhetjük el. Csupán olyan termikus jelenséget kell találnunk (vagy létrehoznunk), mely révén mérhető hőmérséklet-eltérések jönnek létre a hővezető-képesség vagy hőkapacitás eltérések nyomán.

Megfelelő hőkép-minőség műszaki feltételei

Az épület-termográfiához néhány hőkamera-minőségi paramétereknek eleget kell tenniük annak érdekében, hogy a mérési eredményeket majd értékelhessünk.

Hőmérséklet-felbontás

Épület-termográfia esetén 0,5°C–nál kisebb hőkülönbségeket is kell tudnunk a hőképen felismerni, így a hőkamera „zajszintje” kisebb kell legyen ennek felénél, vagyis +/-0,125°C–nél (125 mK-nél). A hőkamerák mérési zaját (NETD-értéket) szokás 30°C–nál definiálni, de ez az érték csökkenő hőmérséklet mellett erősen romlik. Ezért épület-termográfiához legalább +/-0,08°C (80 mK) NETD-értékű (más szóval: termikus felbontású) hőkamerát kell választanunk, 35 – 50 mK-es hőkamerákkal járunk a legjobban. A hőkamera kalibrált mérési tartománya pedig -20°C-tól vagy akár -40°C-tól kezdődjön: ezek a hőkamerák nemcsak alacsony zajúak, hanem kellőképpen stabil mérési képességűek is.

Geometriai felbontás

A geometriai felbontás is jelentősen befolyásolja az elérhető képminőségét, illetve a kép hőmérséklet-adatainak valódiságát. Az IFOV (mrad-ban) azt a látószöget adja meg, mellyel egy egyedi érzékelő (képpont) gyűjti be a sugárzást a mérendő tárgyról. A legkisebb mérhető tárgy mérete pedig az IFOV és a mérési távolság szorzatából adódó mérőfolt 3-szorosa. Ennél kisebb tárgyak esetén a mérőfolt a tárgyat és a hátteret is tartalmazhatja, a mérőfolton belüli pedig átlagolás történik.

Példa: Egy tízemeletes panelház felső emeleteinek méréséhez (kb. 30 méter magasan) jó 70 m távolságból kell dolgoznunk a kép torziójának elkerülése végett. A hőkamera-tárgy távolsága ilyenkor 76 m, egy 1,4 mrad felbontású hőkamerával az elemi mérőpont 106 mm átmérőjű. A legkisebb mérhető tárgy tehát 318 mm-nél nagyobb! Kisebb tárgyakhoz (részletekhez) szükséges egy teleobjektív, amellyel (kameratípustól függően) 0,2 – 0,5 mrad geometriai felbontás is érhető el.

Képpontok száma

Az elérhető képfelbontást – pontosabban a mérés részletességét – a hőkamera képpontjainak száma határozza meg. Ha kevés a képpontok száma, sok felvételt kell készíteni és összefüggő tárgyak kiértékeléséhez, illetve beszámolók készítéséhez szükségessé válik a képek montírozása (ami egy igen időigényes munka). Munkaidő-megtakarítás érdekében érdemes minél nagyobb felbontást választani.

Az érzékelők fejlődésének köszönhetően egyre nagyobb képpontszámú hőkamerák is készülnek. Kaphatók már 384×288 képpontos érzékelővel rendelkező hőkamerák, sőt akár 640×480 pixeles készülékek is. Különlegességnek számít a Jenoptik cég MicroScan felbontásnövelő eljárása, mely révén a beépített érzékelőnél négyszer annyi valódi mérési képpont kerül rögzítésre!

Példa fenti követelményeket teljesítő hőkamerára:

A német Jenoptik cég leguniverzálisabb és legkeresettebb terméke a VarioCAM hr inspect 580 hőkamera, mely kimagasló minőségű hőképek felvételét teszi lehetővé, ipari kivitele miatt pedig az egyik legstrapabíróbb hordozható hőkamera.

A VarioCAM hr inspect 580 készülék jellemzői

  • hűtés nélküli FPA-mikrobolométer érzékelő
  • nagy képfelbontás: 384 x 288 képpont, ill.
  • 768 x 596 képpont (valós felbontásnöveléssel)
  • magas termikus felbontás: 30 mK (30°C-on)
  • kalibrálás: -40°C-tól 1200°C-ig (opció: 2000°C)
  • gyors valósidejű hőképadat-rögzítés (50/60 Hz)
  • beépített lézermutató (vörös, Class 2)
  • nagy fényerejű TFT-kijelző és színes optikai kereső
  • automatikus funkciók (pl. autofókusz, skálázás, mentés)
  • cserélhető optika: nagy látószögű-, normál-, teleobjektív
  • fénykép és kompozit megjelenítés (hőkép és fénykép egymásra illesztése)
  • digitális hangfelvételi lehetőség (hangkommentár rögzítése a hőképekhez)

Példák termográfiával felfedezhető épületkárokra és -hibákra

Hőhidak, hőszigetelési hiányosságok

A hőhidakat viszonylag egyszerű felismerni: ott, ahol egy kültéri felvételen – többnyire jól körbehatárolhatóan – a legmagasabb hőmérséklet tapasztalható (és nincs lokális külső hőforrás vagy tükröződés), hőhíd (vagy repedés) található. A beltéri felvételeken a leghidegebb helyek utalnak a legtöbb esetben hőhidakra.

Rejtett épületkonstrukciós és épületgépészeti elemek felfedezése

Ezeket a méréseket különböző időjárási, ill. napszakhoz kötődő hőfolyamatok kihasználásával kell elvégezni. A „trükk” lehet a nappal történő felmelegedés után (azt követő napsütés nélküli időben) történő mérés (hőkapacitás-különbségek alapján), vagy az éjjeli, ill. a téli kihűlés miatt fellépő hőáramlás kihasználása.

Hőhidak, nedvesség, rejtett elemek felfedezése (forrás: PIM, Infratec)
Ábra: Hőhidak, nedvesség felfedezése [PIM], fagerendák bevizsgálása [Infratec]

Lehetőség van arra is, hogy termográfiai eszközökkel fűtési csövek és melegvíz-vezetékek elhelyezkedését, vagy akár szivárgásait derítsük fel. E vizsgálatokat a felfűtési fázisban kell elvégezni, még mielőtt beáll a felület homogén hőmérséklet-eloszlása. Szivárgások esetén a vezeték elhelyezkedése mellett a kilépő folyadék által a környező anyagban okozott hőmérséklet emelkedés válik láthatóvá.

Padlófűtés elhelyezés, melegvíz-vezeték kifolyással (forrás: Infratec)
Ábra. Padlófűtéscső elhelyezkedése, melegvíz-vezeték kifolyással [forrás: Infratec]

Páralecsapódás és kapilláris nedvesség

A termográfiai vizsgálat során felfedezhető az elpárolgó nedvesség (a szükséges elpárolgási hőmennyiség) által okozott hőelvonás miatt fellépő hőmérséklet-csökkenés. Az ilyen vizsgálat természetesen különösen jó termikus felbontású hőkamerát feltételez. E módszerrel megtalálhatók a következő jelenségek:

  • páralecsapódás hiányos hőszigetelés vagy rossz épülethasználat miatt,
  • földből feláramló vagy beszivárgó (kapilláris) nedvesség,
  • tetőbekötések vagy ereszvezetékek tömítetlensége által okozott beázások,
  • szennyvízvezetékek tömítetlensége miatti beázások.
Nedvesség felfedezése (forrás: Infratec / PIM)
Ábra: Kapilláris nedvesség [Infratec], Gipszkarton mögötti páralecsapódás [PIM]

Légszigetelési problémák

Nemcsak hiányos hőszigeteléssel, hanem tömítetlen nyílászárók, hiányos vagy teljesen hiányzó párazáró fóliák, rossz falbekötések, hibás tetőtéri tömítések, stb. felelősek az energiaveszteségekért. Annak vizsgálata, hogy hol áramlik be vagy ki a levegő, általában a BlowerDoor módszerrel történik: ventilátorral 50 Pa-lal csökkentik a belső légnyomást a külsőhöz képest, így kívülről beáramlik a levegő a tömítetlen helyeken. Az eljárás télen akár termográfiai eszközökkel kombinálva alkalmazható, ugyanis kihasználható, hogy a hideg külső levegővel lehűtött épületelemek termográfiai eszközökkel jól detektálhatók.

Rossz légszigetelésű rönkház (forrás: Infratec)
Ábra: Rossz légszigetelésű rönkház [Infratec]

 

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