ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Административные, производственные и жилые здания из "Неразрушающий контроль Т5 Кн1" Тепловизионное обследование строительных сооружений, благодаря своей оперативности, наглядности и достоверности получаемых результатов, успело зарекомендовать себя в качестве одного из основных способов диагностики ограждающих конструкций по окончании строительства и в период эксплуатации [15, 104, 107-112]. Первые систематические исследования в области строительной тепловизионной диагностики были выполнены по инициативе фирмы AGA (ныне фирма FLIR Systems) в Швеции и других скандинавских странах, где необходимость экономии энергии диктуется климатом. Аналогичные работы были выполнены в Германии, Канаде и США, причем, например, в южных штатах США решалась обратная задача не допустить проникновение наружного тепла внутрь зданий. [c.279] С 1980 по 2000 гг. в вышеуказанных странах выпущен ряд стандартов и методических документов по применению тепловидения в строительстве (см. главу 10). [c.279] Ситуация изменилась с переходом к рыночной экономике, что привело к удорожанию энергоносителей и обусловило повышенный интерес к экономии энергии. Непосредственным толчком к интенсификации исследований по строительной теплофизике явилось введение в 1998 г. новой редакции строительных норм и правил (СНиП П-3-79 Строительная теплотехника ), согласно которым теплозащита строительных сооружений должна быть усилена приблизительно в 3 раза. Невозможность обеспечить нормируемые показатели теплозащиты с использованием традиционных строительных материалов обусловила разработку новых строительных материалов и конструкций, в связи с чем встал вопрос экспрессной инструментальной диагностики показателей теплозащиты. [c.279] Администрации ряда городов, взаимодействуя с органами архитектурно-строительного надзора, все более активно интересуются тепловидением как инструментом решения задач, стоящих перед жилищно-коммунальным хозяйством реновации жилья, повышения качества строительства, оптимизации расходов на отопление и т.п. С 1998 г. в г. Северске Томской области введена обязательная 100 %-я ИК-термографическая диагностика сдаваемых в эксплуатацию жилых зданий. Пакет нормативных документов по энергосбережению в строительстве принят в гг. Москве и Санкт-Петербурге. [c.279] Отдельной областью возможного применения тепловизионной диагностики является прогнозирование возможных разрушений строительных сооружений путем обнаружения тепловых предвестников катастроф. Периодически случающиеся в России и за рубежом непредсказуемые разрушения зданий, в том числе и с человеческими жертвами, делают эту область применения социально значимой. Лабораторные исследования, выполненные М. Люонгом (Франция), показали, что при циклическом нагружении бетона температурные градиенты могут достигать нескольких градусов [84]. Пример феноменологического подхода к экспериментальному анализу катастрофы, произошедшей в 1997 г. в г. Томске, описан в п. 9.1.7. В целом, возможность тепловизионного прогнозирования разрушения зданий с работающей системой отопления представляется сомнительной ввиду трудностей обнаружения предвестников катастроф малой амплитуды на фоне многочисленных тепловых шумов. [c.280] Нормативными характеристиками жилых зданий являются расчетная температура наружного (своя для каждой географической местности) и внутреннего воздуха (20. .. 21 С), его относительная влажность (50. .. 60 %), перепад между температурой воздуха в помещении и на внутренней поверхности наружной стены (4. .. 6 С), температура на внутренней поверхности стены, которая должна превышать температуру точки росы. Главной эксплуатационной характеристикой зданий являются удельные энергозатраты на отапливаемой площади за один отопительный период в годовом цикле, вьфаженные в кВт ч/(м год). [c.280] На рис. 9.1 представлена схема формирования теплового баланса здания в отопительный период годового цикла [112]. [c.280] Доходная часть обусловлена 1) отопительными приборами 2) бытовыми электрическими приборами 3) солнечной радиацией. [c.280] Перечисленные факторы приводят к преждевременному снижению теплозащитных свойств в отдельных участках ограждающих конструкций в результате воздействия погодных (ветер, атмосферные осадки) и естественно-климатических условий (ццклы тепло-холод, влажность). Это, в свою очередь, приводит к ухудшению микроклимата внутри зданий и перерасходу топлива на обогрев вследствие увеличения теплопотерь. ИК-термография позволяет определить пути устранения ошибок проектирования, в результате которых температура в помещениях держится на недопустимо низком уровне. [c.280] Теплопотери ограждающих конструкций зданий определяют на момент тепловизионной съемки, а затем экстраполируют на годовой период с учетом нормируемой температуры внутри помещений, средних климатических условий в данной местности и длительности отопительного сезона. [c.281] При анализе теплопотерь зданий особое внимание следует уделять термогра-фированию окон, поскольку именно через них теряется большая часть тепловой энергии. Тепловизионное определение истинной температуры окон требует специфических приемов, поскольку на показания тепловизора существенное влияние оказывает угол съемки и отраженное излучение окружающей среды и Солнца. Применение окон специальной конструкции, например с покрытиями, может потребовать отдельного анализа радиационной компоненты теплопотерь. [c.281] Современные тепловизионные системы позволяют быстро и точно выявить дефектные участки и определить их границы. Количественную оценку обнаруженных дефектов производят в лабораторных условиях с использованием стандартного математического аппарата и соответствующих программных средств. [c.282] Обнаружение скрытых дефектов основано на использовании принципа сравнения текущей зоны контроля с эталонной бездефектной) зоной. Эталонную зону указывают из технологических соображений или определяют в ходе тепловизионного осмотра, например, путем оценки сопротивления теплопередаче (см. [c.282] ГОСТ 26629-85 Метод тепловизионного контроля качества. Теплоизоляция ограждающих конструкций ). Определение теплопотерь и сопротивления теплопередаче осуществляют согласно ГОСТ 26254-84 Здания и сооружения. Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций и СНиП П-3-79 Строительная теплотехника . Тепловизор используют в качестве средства измерения поверхностной температуры, а тепловой поток (коэффициент теплообмена) измеряют с помощью датчиков теплового потока. [c.282] Обнаруживать скрытые дефекты строительства тепловизионным методом можно внутри и снаружи помещений. Наружный осмотр более пригоден для оценки общих теплопотерь зданий и сопротивления теплопередаче, включая анализ эффективности архитектурных решений, а также для выявления существенных дефектов, которые значительно искажают поверхностное температурное поле. Внутренний осмотр является более детальным и предназначен для обнаружения, в том числе незначительных строительных дефектов и анализа теплового режима помещений. [c.282] Имеются методики проведения тепловизионной диагностики внутри отдельных помещений путем локального понижения давления, например, с помощью вентилятора при этом резко возрастает температурный сигнал, обусловленный протечками воздуха через стены, и появляется возможность отличить протечки от локального ухудшения теплоизоляционных свойств. В летнее время при слабом температурном напоре возможно использование нагревателей для повышения температуры внутри помещений в этом случае измерение температуры стен начинают через несколько дней после начала нагрева. [c.282] Качество строительства большинства производственных зданий, в частности, главных корпусов тепловых станций, энергообъектов, возведенных в 60-70-е годы, было невысоким, поэтому по мере их эксплуатации интенсивно ржавеют металлические соединения стеновых панелей, что может привести к выпадению отдельных фрагментов стен наружу или внутрь помещений. Интенсивность коррозии связана с промоканием панелей, что хорошо идентифицируется с помощью тепловидения. [c.283] Ограждающие конструкции зданий могут считаться стационарными только с той или иной степенью приближения. Чем больше амплитуда изменения температуры наружного воздуха в течение суток, тем выше степень нестационарности температурного поля стенки и тем большие погрешности вносят формулы (9.1 - 9.3) и (9.8). [c.284] В настоящее время используют многоканальные цифровые датчики температуры и теплового потока с автономным питанием, которые прикрепляют к ограждающей конструкции. Записанные показатели анализируют на компьютере с целью выбора необходимых стационарных значений. [c.284] Фирмой ВЕМО (г. Москва) предложен алгоритм итеративной оценки Я по нестационарным измерениям температуры стены и воздуха за несколько предшествующих дней, однако данный способ не прошел метрологической аттестации. Той же фирмой предложена методика создания необходимого температурного напора в летнее время путем подогрева отдельных помещений здания. [c.284] Вернуться к основной статье