Тепловизоры нового поколения в тепловом  контроле зданий и сооружений

Завидей  В.И., к.т.н., ЗАО «Панатест»

Возрастающая стоимость энергоносителей вынуждает производителей и потребителей тепловой энергии, находить пути снижения тепловых потерь строительных конструкций. Особенно остро эта задача стоит в регионах с холодным климатом.  По оценке зарубежных специалистов тепловые потери зданий и сооружений превышают 30% общих энергетических потерь.

Появление тепловизионных систем способствовало развитию методов теплового контроля объектов промышленного и гражданского строительства, производства строительных материалов. Тепловизионный контроль ограждающих строительных конструкций, по своим уникальным возможностям – наглядности, информативности и производительности не имеет себе равных. К настоящему времени накоплен достаточный опыт и создана нормативная база для широкого применения метода в строительной индустрии.  В Швеции, Италии и Канаде значительное количество кампаний систематически проводят  работы в области теплового обследования зданий и сооружений и строительных материалов, что позволяет  экономить  до 30 …40 мил. долларов ежегодно на энергоресурсах в каждой стране.

Несмотря на то, что  Россия  относится к числу стран с низкой среднегодовой температурой, наличием прекрасной научной школы в области ТК [ 1], широкий  ряд  тепловизоров различных производителей  с различными  техническими характеристиками,  практические работы в данном направлении  все еще не носят устойчивого характера.

В настоящей работе представлена одна из последних моделей тепловизора  TH-9100  фирмы NEC  (Япония),   перспективная для  решения широкого класса задач в области промышленного и гражданского строительства.

Ввиду того, что тепловой контроль зданий осуществляется при температурах объектов близких к  температуре окружающей среды, с целью снижения методических погрешностей, следует выбирать приборы с высокой температурной чувствительностью ( для TH-9100 в режиме RTM  0,03°С). Широкий температурный диапазон –40 – 2000 °С позволяет, например, проводить мониторинг кирпичной кладки (футеровки) высокотемпературных  печей при производстве стекла и других стройматериалов.

 Важной функцией данного тепловизора является возможность получения  композитных  видео и ИК-изображений в различных сочетаниях, что облегчает анализ термограмм в случае сложных поверхностей объектов контроля. Особенностью программного обеспечения  тепловизора TH-9100, в плане его применения в ТК строительных конструкций,   является  наличие дополнительного программного пакета, позволяющего проводить тепловые расчеты конвективного и радиационного теплообмена.

В качестве  иллюстрации,  на рис.1.,  приведена  термограмма  поверхности стены жилого помещения с утеплителем из минеральной выты и  гипсокартонной штукатурки. На термограмме отчетливо фиксируется  наличие дефекта теплоизоляции (некачественная укладка утеплителя). На рис.2 приведен линейный профиль температур по линии 2  в области тепловой протечки.

Рис.2. Линейный профиль температур в области дефекта  утеплителя.

Актуальной  задачей в области производства строительных материалов является  поддержание эксплуатационной надежности   кирпичной кладки различного рода высокотемпературных печей, в том числе футеровки кирпичной кладки мартеновских печей, а также других   объектов, функционирование которых связано с высокой вероятностью прогара кладки с тяжелыми экономическими и другими последствиями. Наружная температура кладки высокотемпературных печей может превышать  500°С.

 Тепловизионная система TH-9100 с расширенным диапазоном измерения температур   позволяет решить данную задачу и своевременно обнаружить зоны возможного прогара кладки и провести  ремонтные мероприятия. На рис.3 приведена термограмма фрагмента боковой поверхности плавильной печи, с областью кладки имеющей высокий уровень износа. Непрерывный контроль температурного поля  дает возможность оператору плавильной печи провести ряд операций по управлению  режимом горения горелки и загрузкой металла,  поддерживая температурный режим стены в пределах допустимых значений и успешно завершить процесс плавильной кампании.

Выводы

Применение новых тепловизионных систем, в значительной степени, позволяет расширить возможности проведения измерений и анализа  тепловых явлений зданий, сооружений и эксплуатации опасных объектов с повышенным риском повреждения.

Литература

Вавилов В.П. Диагностика строительных конструкций методом инфракрасной термографии.,  В мире неразрушающего контроля. 2000. Июнь. №2, С. 8-11.