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)

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.

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)

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 termográfia

Beltéri 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

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.