Využití termografie v TZB

Princip měření a rizika chyb

Infračervená termografie je založená na postižení výdeje tepla sáláním. Tepelná radiace z povrchu tělesa může být emitována z povrchu, odražená od povrchu nebo jím může procházet. Teplota povrchu však závisí pouze na složce emitované. Měření této infračervené složky radiace je základem bezkontaktního měření teploty a infračervené termografie. Přenos tepla radiací se nachází v rozsahu vlnových délek 0,75μm do 1000 μm. Infračervené obrazy postihují obrazy v tomto spektru, které je již mimo viditelnou oblast elektromagnetického záření. Z hlediska fyziky radiace je většina běžných povrchů šedých, s emisivitou menší než 1, část dopadající energie je propuštěna nebo odražena. Pro omezení chyb, vzniklých absorpcí radiační energie vzduchem, pracují termokamery v omezeném pásmu vlnových délek, nejčastěji 8-14 μm, v oblasti tzv. "atmosférického okna", kde jsou ztráty z absorpce relativně malé. Pro správný převod radiační energie na teplotu je nutno zohlednit teplotu pozadí. Dalším významným parametrem je emisivita tělesa. Právě tento faktor je kritickým bodem při měření teplot. Emisivita závisí nejen na barvě (tmavá-světlá) a "hladkosti" povrchu (lesklý - matný), ale může se měnit s teplotou, tvarem povrchu nebo měřeným pásmem spektra. Složitá je tedy teplotní interpretace vícebarevných povrchů s proměnlivou emisivitou po ploše vzorku. Měření povrchů s extrémně nízkou emisivitou (lesklé kovy) je touto metodou nevhodné.

Příklady použití v TZB

Termovizní snímky jsou využívány pro postižení složitých teplotních polí různých ploch. Běžně se jedná o fasády staveb, zobrazených rozdílů v teplotním poli využívá se k identifikaci míst se zvýšeným tepelným tokem, jehož příčinou jsou tepelné mosty ve stavebních konstrukcích. V oblasti TZB mohou být ale příčinou místně zvýšeného tepelného toku tepelné ztráty zabudovaného potrubí s topnou nebo teplou vodu. Teplotní pole na povrchu stěn však není pouze výsledkem tepla sdíleného vedením, ale také prouděním, pokud je stěna "omývána" proudem teplého nebo chladného vzduchu, jehož zdrojem může být přívod vzduchu vzduchotechnickým systémem, nebo proud vzduchu generovaný otopným tělesem. Na následujících snímcích jsou příklady právě těchto jevů.

Využitím infračervené termografie v oblasti TZB se zabývá Ústav technických zařízení budov Fakulty stavební VUT v Brně.

Příklady termovizních snímků a jejich interpretace

Pohled na stěnu obytného domu

Na fotografii je naznačena poloha těles teplovodní otopné soustavy a svislé stoupací potrubí. Na termosnímku je vidět jak otopná tělesa přenáší část svého výkonu přímo do venkovní stěny, což se na jejím vnějším líci projeví zvýšením povrchové teploty v důsledku zvýšeného tepelného toku. Patrná je rovněž poloha svislého potrubí uloženého ve zdi a také tepelný most v úrovni uložení stropní konstrukce.

Pohled na stěnu obytného domu

Vpravo od balkonu je okno, jehož horní část (vyklopené křídlo) slouží pro větrání přilehlé hygienické místnosti. Jeho teplota je dána ofukováním teplým odpadním vzduchem při sepnutém ventilátoru.

Pohled na stěnu obytného domu

Z termovizního snímku je zřejmý rozdíl teploty ventilačního křídla, které je podle míry otevření ohříváno odváděným teplým vzduchem z místnosti

Pohled na stěnu obytného domu

Některé místnosti objektu jsou vytápěny lokálními plynovými topidly. Výfuk teplého vzduchu (spalin) ohřívá fasádu.

Splachovací nádržky k WC

Snímky zobrazují různou výšku hladiny vody u odlišných typů nádržek a také mírnou teplotní stratifikaci vody.

Příklad umístění otopných těles na stěně bez okna

Vlevo: rozvod topné vody k otopným tělesům v podlaze vyznačen tečkovanou červenou čárou, zabudované potrubí ohřívá podlahu.
Vpravo: konvektivní proud teplého vzduchu od deskového otopného tělesa ohřívá stěnu, znatelná je kontrakce proudu.

Výfuk odpadního vzduchu přes protidešťovou žaluzii

Lamely protidešťové žaluzie jsou natočeny šikmo dolů a tento směr určuje i výtok vyfukovaného vzduchu přes žaluzii. Na termosnímku je patrné jak teplý vzduch omývá fasádu pod žaluzií. Jev je umocněn instalací krycích panelů z tahokovu před žaluziemi.

Kondenzační jednotka Split-systému

Kondenzační jednotka v režimu chlazení v zimním období v chodu. Je patrný obrys teplého kondenzátoru.

Pohled na rozvaděč MaR

Vzduchem chlazený rozvaděč pro MaR s vestavěným ventilátorem pro chlazení instalalovaných prvků. Spodní otvor je určen pro sání, horní pro výfuk, z rozdílu teplot je zřejmé, že vzduch odvádí tepelnou zátěž z vnitřního prostoru rozvaděče. Povrchová teplota odráží rozdělení teploty ve vnitřním prostoru skříně.

Střešní ventilátor

Ventilátor pro odvod vzduchu je v chodu, odváděný vzduch ohřívá skříň ventilátoru. Výfuk vzduchu je po stranách horní desky, žluté místo je umístění motoru. Prostupy střechou se vyznačují odtátým sněhem a vyšší povrchovou teplotou oproti neporušené střeše, což je charakteristické pro tepelný most.