Диагностика на термоизолацията на сгради

Външните термоизолационни системи стават все по-важна част от пазара на решения за повишаване на енергийната ефективност на сгради. Съобразно все по-строгите енергийни изисквания и разпоредби за енергийна ефективност в сградния сектор, през последните години конструкторите отделят по-голямо внимание на ефективното приложение на тези системи.

За съжаление все още при някои нови или съществуващи сгради топлоизолация се поставя без да се вземат предвид най-добрите практики и технологии за изпълнението й, което води до съществени топлинни загуби.

Един от методите за идентифициране на аномалиите в изолационните инсталации и изучаване на термоизолационните характеристики на прилаганите системи е инфрачервената термография. С помощта на термовизионни камери могат много точно и разходно ефективно да бъдат локализирани топлинните загуби и да бъдат предприети съответните коригиращи мерки с цел повишаване на енергийната ефективност на сградата и реализиране на икономии на енергия.

Европейски изисквания към енергийната ефективност на сградите
Сградният сектор съставлява 40% от енергийните нужди на Европейския съюз и предлага най-голям потенциал за оптимизиране на енергийната ефективност. Предвид този потенциал бе приета Директива 2012/27/ЕС относно енергийната ефективност, която касае регулацията на енергийните характеристики на сградите в рамките на ЕС. На този документ са базирани много от националните законодателства в областта.

Въведените икономически стимули за подобряване енергийната ефективност на сградния фонд в редица държави членки на ЕС създава предпоставки за прилагането на обследвания за топлонепропускливост на сградните ограждащи конструкции и елементи. Използването на инфрачервена термография самостоятелно или в комбинация с други безразрушителни методи за диагностика позволява бързо и прецизно локализиране на проблемните зони.

Нормативна рамка в България
На задължително сертифициране у нас по реда на действащия Закон за енергийната ефективност подлежат всички сгради за обществено обслужване в експлоатация с разгъната застроена площ над 500 кв.м, а от 9 юли 2015 г. - с разгъната застроена площ над 250 кв.м (ЗЕЕ, чл. 19, ал. 2).

По реда на Наредба № 16-1594 от 13.11.2013 г. (в сила от 22.11.2013 г.) се извършва обследване за енергийна ефективност на сградите в експлоатация, което включва идентификация на проблемите по отношение на ефективността и потенциала за енергоспестяване в сградните ограждащи конструкции и елементи (включително термоизолационните системи).

От февруари т. г. в ход е изпълнението на проект „Енергийно обновяване на българските домове”, като една от допустимите за финансиране дейности е поставянето на външна топлоизолация след извършване на съответното обследване за енергийна ефективност.

Особености при диагностиката на топлоизолация
При специфични условия, например различни температури на повърхността на изолацията, информацията за термичната устойчивост, проводимостта и дебелината на материалите не е достатъчна за определяне на термичното поведение на отделните слоеве от топлоизолацията.

На практика трябва да се отчита и специфичната топлина на материалите, както и тяхната плътност. Параметърът, който характеризира изолационните материали при различни условия, свързани с повърхностното излъчване на топлина от конструкция с топлоизолация, се нарича топлинна ефузия.

При провеждане на термографски анализ трябва да се разграничават повърхностните топлинни аномалии на топлоизолацията вследствие на дефекти или повреди на термоизолационната система от промените под влиянието на дадени външни фактори.

Принцип на работа на термографското оборудване
Инфрачервената термография е най-бързият и лесен безконтактен и безразрушителен метод за откриване на топлинните загуби в сгради, който предотвратява цялостната подмяна на термоизолационната обвивка.

Обикновено термографията се извършва посредством термовизионни камери, които изобразяват обектите с различни температури в различни цветове. Получената от камерите информация се подлага на термографски анализ, за да се идентифицират местата, на които има загуби на топлина и по възможност - причините за възникването им.

Инфрачервената радиация, която се излъчва от даден обект, се фокусира чрез оптична леща върху инфрачервен детектор. Той изпраща информацията към система за генериране на изображения.

Тя „превежда” данните, идващи от детектора, в образ, който може да бъде видян от човешкото око във визьора на камерата или изведен чрез стандартен монитор или LCD екран. При инфрачервената термография инфрачервеният образ се трансформира в радиометрично изображение, което позволява разчитане на отделните температурни стойности.

Инфрачервена термография на сгради
Използването на термографски метод за диагностика на термоизолацията на сгради позволява разграничаване на отделните слоеве и елементи на топлоизолационните системи.

Обикновено при тях са обособени два типа елементи - изолационният материал, който е с ниска топлопроводимост и ограничен топлинен капацитет, и крепежните елементи и средства (дюбели, лепила и други) - с по-висока топлопроводимост и по-голям топлинен капацитет.

В много случаи при диагностика на топлоизолация като метод се избира термографията с инфрачервени камери поради усъвършенстваните технически възможности на оборудването и възможностите за прецизно регистриране на много малки температурни разлики от порядъка на 0,1 °C.

Термовизионните камери позволяват измерване и архивиране на отчетените стойности на повърхностната температура на топлоизолацията, както и детекция на малки вариации за период от време.

Добра възможност, предлагана от термокамерите, е заснемане на висококачествени видео изображения, посредством които да бъде проследявано топлинното поведение на термоизолационните системи в даден времеви отрязък, свързан с промяна на външните и вътрешните фактори, влияещи върху топлообмена на сградата.

Инфрачервен термометър или термовизионна камера?
На пазара на термографско оборудване са достъпни и други технологии за измерване на топлинни аномалии в термоизолацията на сгради освен термовизионните камери. Такива са инфрачервените термометри, които също позволяват безконтактно отчитане.

Те са отлично средство за едноточкови температурни измервания, но не са подходящи за детекция на топлинни загуби в по-големи зони, където лесно биха могли да пропуснат въздушни течове в сградната обвивка, места с недостатъчна изолация или проникване на вода.

Термовизионните камери могат да измерват едновременно температурата на всички обекти в зрителното поле, както и температурните разлики между отделните части на тези обекти. Предимство на обследването с термовизионна камера е възможността да се сканират цели сгради или цялостни ОВК инсталации.

Инфрачервените камери се отличават помежду си по техническите си възможности и характеристики, например резолюцията на заснеманото изображение. Една термовизионна камера от най-нисък клас с резолюция 60 х 60 пиксела е равносилна на използването на 3600 инфрачервени термометъра едновременно. За камерите с резолюция на изображението 640 x 480 функционалността вече се съизмерва с тази на цели 307 200 термометъра.

Разширени възможности при диагностиката на термоизолационни системи
Термовизионните камери са сравнително лесни са употреба и дават цялостна представа за състоянието на термоизолацията. С тях могат да бъдат извършвани обследвания по всяко време, дори при работещи сградни инсталации.

Те прецизно идентифицират и локализират проблеми, невидими за невъоръженото око, като гарантират, че усилията в посока подобряване на енергийната ефективност на топлоизолацията ще бъдат насочени точно там, където е необходимо, без влагане на излишни средства и труд в цялостна подмяна на системата и дискомфорт за обитателите. Термокамерите позволяват и превантивна диагностика на термоизолационните системи, като пестят време и разходи.