Zastosowanie termowizji w budownictwie

Kamery termowizyjne umożliwiają budowniczym przeprowadzanie różnorodnych analiz budynków w sposób efektywny i bez uszkodzeń otoczenia. Przewyższają tym samym inne rodzaje narzędzi, takie jak mierniki wilgoci, które wymagają niewielkiego uszkodzenia budynku w celu uzyskania pomiarów.

Kontrole budynków

Używanie kamer termowizyjnych podczas kontrolowania budowy nie jest nowym zjawiskiem. Trwa to od dziesięcioleci, ale dopiero niedawno technologia ta stała się na tyle dostępna, że wielu specjalistów mogło ją wcielić na stałe do swojego sprzętu.

Aby zrozumieć wykorzystanie kamery termowizyjnej w analizie budowlanej, najpierw trzeba zrozumieć, jak działają te urządzenia. Główną zasadą napędzającą technologię termowizyjną jest promieniowanie podczerwone (IR). Jest to część widma światła, która jest normalnie całkowicie niewidoczna dla ludzkiego oka.

Promieniowanie to istnieje wokół nas na co dzień. Wydzielane jest przez wszystko wokół nas, od światła w domach po nasze własne ciała. Nawet biurka w naszych biurach lub przedmioty codziennego użytku w domu – wszystkie wydzielają jakąś formę promieniowania podczerwonego. Kamera termowizyjna potrafi wykryć to promieniowanie i przekształca je w obraz, który pokazuje różnice temperatury jako różne kolory na zdjęciu.

Dzięki temu użytkownicy mogą jednym spojrzeniem stwierdzić, że coś może być zbyt gorące lub zbyt zimne. W przypadku prac budowlanych może to służyć do pokazania, że oprawka LED jest zbyt gorąca lub do wykrycia pęknięć na ścianach lub suficie, które mogą przepuszczać zimne przeciągi. Popularność kamer termowizyjnych w tym sektorze jest z pewnością uzasadniona, ponieważ wiele rzeczy wykryte przez kamerę najprawdopodobniej pozostałoby niezauważone, gdyby nie była używana.

Wielofunkcyjność kamer termowizyjnych w tym sektorze i innowacje w technologii, które obniżyły cenę posiadania takiego urządzenia spowodowały boom w stosowaniu tych urządzeń w sektorze budowlanym.

Aby sprostać tej zmianie, wielu producentów – zwłaszcza FLIR – rozpoczęło rozwijanie systemów obrazowania termicznego przeznaczonych specjalnie do zastosowań budowlanych. Kompleksowe badanie budowlane wykonane przy użyciu takiej kamery jest o wiele bardziej efektywne i profesjonalne niż korzystanie z innych narzędzi, co pomaga zaoszczędzić czas, pieniądze i wysiłek przy przeprowadzaniu rozległych procedur testowych. Jest to również korzystne dla osoby zamawiającej badanie budynku, ponieważ kamera termowizyjna wykryje rzeczy, które inne narzędzia po prostu nie byłyby w stanie wykryć.

Kamery termowizyjne w domu

Analiza budynków jest regularnie przeprowadzana w nieruchomościach mieszkaniowych w celu oceny ogólnej integralności struktury budynku lub analizy wydajności energetycznej badanego obiektu.

Kamery termowizyjne są coraz częściej wykorzystywane w tej dziedzinie i są doskonałym narzędziem do wykrywania wielu problemów w domu zarówno z zewnatrz, jak i wewnątrz.

Jedno z bardziej nietypowych zastosowań kamer termowizyjnych w domu (no coż, technicznie na zewnatrz domu) to ich wykorzystywanie ich przez policję do wykrywania bardzo gorących domów. Często wysokie nagrzanie domu oznacza, że osoba w środku używa wysokoenergetycznych lamp grzewczych do hodowli narkotyków; wiele razy handlarze narkotyków zostali złapani, ponieważ system termowizyjny zamontowany na helikopterze wykrył nadmierne wydzielanie ciepła z domu.

Normalny inspektor budowlany może użyć kamery termowizyjnej w podobny sposób, ale stojąc na ziemi. Skanując nieruchomość za pomocą systemu termowizyjnego, użytkownik może zauważyć miejsca gorące i zimne w cegłach zewnętrznych budynku, wykrywając problemy, które mogą być spowodowane wilgocią, pęknięciami w materiałach budowlanych lub bardziej złożonymi uszkodzeniami spowodowanymi przez owady lub rośliny.

Panele słoneczne i kamery termowizyjne

Nagrzewające się kamery termowizyjne są coraz częściej stosowane na rosnącym rynku fotowoltaicznym. W wyniku niedawnych zmian w Wielkiej Brytanii dotyczących Green Deal (nowego programu rządowego mającego na celu instalowanie odnawialnych, zrównoważonych źródeł energii w nieruchomościach), wprowadzanie paneli słonecznych na budynkach mieszkalnych staje się coraz bardziej powszechne.

Efektywność panelu słonecznego jest najważniejszym aspektem całej instalacji. Jest zaprojektowany do pracy z energią odnawialną (w tym przypadku światłem słonecznym) i przekształcenia jej w energię za pomocą złożonej instalacji fotowoltaicznej, dlatego też niewłaściwie zainstalowany system fotowoltaiczny może skutkować marnowaniem pieniędzy. na niewydajne urządzenie.

Ocena instalacji paneli słonecznych (w tym modułów słonecznych) za pomocą kamery termowizyjnej pozwala łatwo zauważyć tajemnicze miejsca o podwyższonej temperaturze na modułach lub samych panelach słonecznych. Zazwyczaj oznacza to, że coś jest nie tak z instalacją i można podjąć działania zapobiegające dalszym problemom i zmniejszeniem wydajności systemu fotowoltaicznego.

Energia odnawialna z wiatru

Kolejną popularną formą energii odnawialnej, której wykorzystujemy coraz więcej, jest wykorzystanie mocy wiatru.

Na pewno widzieliście wiatraki rozsiane po kraju, zamieniające każdą wietrzną pogodę w energię, którą możemy wykorzystać do zasilania wszystkiego, czego używamy na co dzień. Kamery termowizyjne mogą pomóc w utrzymaniu efektywności tych turbin, ponieważ wykonanie termicznych obrazów turbiny pozwala inżynierom zauważyć wzrost emisyjności termicznej, co może wskazywać na problemy z instalacją.

Uszkodzenia wewnętrzne w komponentach wewnątrz turbiny wiatrowej to nie tylko kłopot dla inżyniera, który musi to naprawić – może to także zagrażać życiu. Awarie w rotorach, przekładniach i hamulcach wewnętrznych turbiny mogą spowodować zbyt szybkie ich obracanie, a w najgorszym przypadku może to spowodować oderwanie się olbrzymiego rotora na zewnątrz turbiny i jego upadek na ziemię.

Kamera termowizyjna wykryłaby problemy z tymi kluczowymi komponentami wcześniej, zanim staną się poważnym problemem.

W celu utrzymania prawidłowego poziomu ciepła, niezawodność systemu jest niezwykle istotna. Awarie wewnętrznych komponentów lub niewłaściwie zainstalowanych systemów HVAC mogą powodować nadmierne wytwarzanie powietrza, brak przepływu powietrza lub skrajnie zimne lub gorące temperatury. W przypadku środowisk, w których konieczne jest utrzymanie komfortowego poziomu ogrzewania i wentylacji, poprawnie zainstalowane systemy HVAC są absolutnie niezbędne. W artykule na temat korzystania z systemów HVAC i kamery termowizyjnej FLIR przez szpital, firma FLIR stwierdza: „Kamera dostarcza nam odpowiednie informacje i umożliwia nam podejmowanie dobrze przemyślanych decyzji dotyczących konserwacji systemu HVAC i rozwiązywania różnych problemów związanych z budynkami”, mówi jeden z techników szpitalnych. „Temperatura powietrza w szpitalu powinna wynosić 22 °C, a powietrze napływające z kanałów wentylacyjnych powinno mieć temperaturę 18 °C. W niektórych częściach budynku zainstalowane są termometry, które dostarczają informacji zwrotnej dla stosowanego przez nas zautomatyzowanego systemu HVAC. Daje nam to ogólny przegląd, ale jeśli chcemy uzyskać bardziej szczegółowe informacje na temat przepływów powietrza i rozkładu temperatury w pomieszczeniu, potrzebujemy kamery termowizyjnej FLIR.” „Od czasu do czasu pacjenci mogą zgłaszać skargi na zbyt wysoką lub zbyt niską temperaturę w pokoju”, dodaje. „Dzięki kamerze termowizyjnej możemy szybko ocenić, czy faktycznie jest coś nie tak w tym pokoju. Jeśli nic nie jest nie tak, ekran kamery termowizyjnej pozwala nam natychmiast pokazać pacjentowi, że temperatury są w pełni normalne na obrazie termowizyjnym. A jeśli występuje usterka, kamera termowizyjna FLIR pomaga nam znacznie szybciej znaleźć problem, umożliwiając szybką naprawę.” Zachowanie odpowiedniej temperatury i rozkładu przepływu powietrza w takiej dziedzinie, jak szpital, gdzie ludzie mogą być chorzy, a rozprzestrzenianie się chorób związanych z wentylacją może być katastrofalne, jest niezwykle ważne. Inne zastosowania takie jak systemy HVAC instalowane w biurach czy nieruchomościach nie są tak ważne dla ścisłych procedur konserwacyjnych, ale system termowizyjny wdrożony w tych obszarach może również pomóc poprawić ogólną jakość środowiska, aby ludzie mogli komfortowo pracować przez cały czas. Uszkodzenia wewnętrzne w komponentach turbiny wiatrowej nie tylko są uciążliwe dla inżyniera odpowiedzialnego za naprawę, ale także mogą stanowić zagrożenie dla życia. Awarie w rotorach, skrzyniach biegów i hamulcach wewnątrz turbiny mogą spowodować zbyt szybkie jej obracanie się i – w najgorszym przypadku – jej oderwanie i upadek. Kamera termowizyjna jest w stanie wykryć problemy w tych istotnych komponentach dużo wcześniej, zanim staną się problemem.

 Kompleksowa diagnostyka budynków

Krótko już o tym wspomnieliśmy, ale teraz sprawdźmy bardziej szczegółowo jakie są korzyści używania kamer termowizyjnych w diagnostyce budynków.

Ewaluacja izolacji 

Jednym z najczęstszych zastosowań termowizji jest wyszukiwanie przerw lub pęknięć w izolacji wewnątrz lub na zawnątrz budynku. Nieprawidłowo zainstalowana izolacja może mieć negatywne skutki zarówno dla osób mieszkających w budynku, jak i prowadzić do ogólnego obniżenia efektywności energetycznej budynku. Mieszkańcy mogą odczuwać zimno i więcej pieniędzy będzie trzeba wydać na ogrzewanie budynku, jeśli ciepło będzie z niego uciekać przez uszkodzenia w izolacji.

Kamera termowizyjna jest w stanie wykryć przeciągi i załamania w izolacji budynku poprzez monitorowanie temperatury otoczenia. Kiedy zimne plamy widoczne są w miejscach, które raczej powinny być ciepłe, z reguły oznacza to, że tamtędy ucieka ciepło. Dzięki obrazowi z kamery termowizyjnej, specjalista jest w stanie szybko wykryć i zareagować na każde problemy.

Wykrywanie wilgoci

Wilgoć może mieć wyjątkowo destrukcyjny wpływ na budynki i często pozostaje niezauważona przez długi czas. Nieszczelne rury, przenikanie wody z zewnątrz i inne czynniki mogą prowadzić do gromadzenia się wilgoci w ścianach, podłogach lub sufitach. Problem staje się widoczny dopiero wtedy, gdy pojawiają się mokre plamy lub pleśń w miejscach, w których nie powinny się znajdować.

Zawartość wilgoci w budynku można ocenić za pomocą wilgotnościomierza, jednak wymaga to testowania wielu punktów i uszkadzania powierzchni poprzez użycie elektrod penetrujących do pomiaru wody pod powierzchnią. W porównaniu z tym, kamera termowizyjna działa całkowicie bezinwazyjnie – skanuje otoczenie i pozwala łatwo wykryć wilgoć, identyfikując zimniejsze obszary, które nie powinny tam występować.

Efektywność HVAC

Heating Ventilation Systemy ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji (HVAC) muszą działać z wysoką efektywnością, aby utrzymać odpowiednie temperatury. Awarie wewnętrznych komponentów lub nieprawidłowa instalacja mogą prowadzić do nadmiernego przepływu powietrza, jego całkowitego braku lub ekstremalnych temperatur – zbyt wysokich lub zbyt niskich. W miejscach, gdzie komfortowa temperatura jest kluczowa właściwie działające systemy HVAC są niezbędne.

W jednym z przypadków opisanych przez FLIR technik szpitalny stwierdził:

„Kamera dostarcza nam właściwych informacji i pozwala podejmować świadome decyzje dotyczące konserwacji systemu HVAC oraz diagnozowania różnych problemów budowlanych. Temperatura powietrza w szpitalu powinna wynosić 22°C, a powietrze wychodzące z wentylacji – 18°C. W niektórych miejscach budynku zamontowane są termometry, które dostarczają danych do automatycznego systemu HVAC. Daje nam to ogólny obraz sytuacji, ale jeśli chcemy uzyskać bardziej szczegółowe informacje o przepływach powietrza i rozkładzie temperatur w pomieszczeniu, potrzebujemy kamery termowizyjnej FLIR.”

„Czasami pacjenci zgłaszają, że w ich pokoju jest zbyt gorąco lub zimno” – dodaje. „Korzystając z kamery termowizyjnej, możemy szybko ocenić, czy rzeczywiście występuje problem. Jeśli wszystko działa prawidłowo, możemy pokazać pacjentowi obraz termiczny, aby udowodnić, że temperatura jest zgodna z normą. Jeśli natomiast występuje usterka, kamera pozwala nam szybciej znaleźć jej źródło i sprawnie ją usunąć.”

Prawidłowy rozkład temperatur i przepływu powietrza w miejscach takich jak szpitale ma kluczowe znaczenie, ponieważ niewłaściwa wentylacja może sprzyjać rozprzestrzenianiu się chorób. W biurach i innych budynkach nie jest to tak krytyczne, ale zastosowanie kamer termowizyjnych może poprawić ogólny komfort pracy.

Zastosowanie w turbinach wiatrowych

Uszkodzenia wewnętrznych komponentów turbin wiatrowych to nie tylko problem dla inżynierów, którzy muszą je naprawić – mogą one stanowić zagrożenie życia. Awarie wirników, przekładni i hamulców mogą doprowadzić do nadmiernego przyspieszenia turbiny, a w najgorszym przypadku – do odpadnięcia łopaty wirnika i upadku na ziemię.

Kamera termowizyjna może wykryć problemy w tych kluczowych komponentach na długo przed tym, zanim staną się poważnym zagrożeniem.

FLIR inspiruje młodzież do nauki technologii

W ramach projektu edukacyjnego w Holandii dostarczono 60 kamer FLIR i3 do średnich szkół zawodowych (VMBO) w całym kraju. Kamery te są wykorzystywane przez uczniów do inspekcji budynków, w tym wykrywania mostków termicznych, brakującej izolacji oraz wilgoci.

W dwunastu szkołach w całej Holandii uczniowie VMBO pracują z kamerami termowizyjnymi FLIR. Za pomocą kamery FLIR i3 uczniowie przeprowadzają inspekcje budynków w poszukiwaniu zimnych mostów, brakujących materiałów izolacyjnych, wilgoci itp. Ponadto uczniom VMBO na poziomie średnim towarzyszą młodsi uczniowie ze szkół podstawowych, tworząc grupy projektowe. W ten sposób OTIB ma nadzieję pobudzić zainteresowanie technologią zarówno wśród uczniów szkół podstawowych, jak i gimnazjów.

W 2012 roku w Markland College w Oudenbosch w Holandii uruchomiono pilotażowy projekt. „Projekt ten wywodzi się z ‘3X3 wordt 10’ (‘3X3 to 10’), serii kursów na temat zrównoważonego rozwoju i oszczędzania energii, które były oferowane w naszej szkole” – powiedział John Stoop, lider zespołu w Markland College.

„3X3 wordt 10 dawało dzieciom możliwość zrozumienia, czym jest energia, uświadomienia sobie jej znaczenia, a także zobaczenia, jak wiele energii marnuje się każdego dnia. Cała ta wiedza była przekazywana poprzez eksperymenty z kamerą termowizyjną.”

Ze względu na sukces pilotażowego projektu zdecydowano się rozszerzyć go na dwanaście szkół w całej Holandii. „Projekt ten ma właściwie dwa cele” – mówi John Stoop. „Z jednej strony jest to inicjatywa związana ze zrównoważonym rozwojem, w ramach której chcemy uświadomić naszym uczniom, jak ważna jest izolacja własnego domu. Z drugiej strony kamery termowizyjne wzbudzają duże zainteresowanie technologią wśród młodych ludzi. Zauważyliśmy, że uczniowie są naprawdę entuzjastycznie nastawieni, gdy mogą pracować z tymi kamerami.”

Sektor instalacji technicznych

OTIB to fundusz szkoleniowy i rozwojowy holenderskiego sektora instalacji technicznych. Reprezentuje około 10 000 pracodawców i ponad 125 000 pracowników, wspierając branżę w rozwijaniu wiedzy i umiejętności. OTIB dąży również do popularyzacji technologii zarówno wśród młodych, jak i starszych osób. W ramach swojej misji fundusz kładzie duży nacisk na solidną i atrakcyjną edukację zawodową oraz promowanie naboru uczniów.

Kamery FLIR w całej Holandii

Za pośrednictwem KWx, holenderskiego dystrybutora FLIR i specjalisty w dziedzinie przyrządów testowych i pomiarowych, do OTIB dostarczono 60 kamer FLIR i3. Następnie organizacja ta zadbała o ich dystrybucję do szkół w różnych regionach Holandii.

„Kamera FLIR i3 jest bardzo ergonomiczna i przyjazna dla użytkownika, co sprawia, że doskonale nadaje się dla uczniów szkół VMBO oraz szkół podstawowych do zapoznania się z tą technologią” – komentuje Kees Compaan z KWx. „Cieszymy się, że w ten sposób KWx może wnieść swój wkład w promowanie edukacji technologicznej w Holandii.”

„Podczas inspekcji budynków uczniowie otrzymują kamerę termowizyjną oraz kamerę wizualną” – mówi John Stoop. „Dzięki temu mogą porównać oba obrazy i dokładnie zobaczyć, gdzie występują problemy z izolacją.”

Thermal imaging technology for building inspections

Technologia termowizyjna coraz częściej znajduje zastosowanie w sektorze instalacyjnym, ponieważ pozwala szybko i precyzyjnie wykrywać problemy niewidoczne dla ludzkiego oka oraz innych urządzeń pomiarowych. Dzisiaj kamery termowizyjne przypominają kompaktowe kamery cyfrowe i są równie łatwe w obsłudze. Dla wielu specjalistów wyraźne obrazy termiczne stały się niezbędnym narzędziem do identyfikowania strat energii w budynkach. Efektywność energetyczna jest priorytetem w wielu krajach, co prowadzi do rosnącego zapotrzebowania na kamery termowizyjne. Ich dużą zaletą jest to, że nie wymagają ingerencji w powierzchnię w celu przeprowadzenia inspekcji lub wykrycia problemu.

FLIR i3 to najmniejsza, najlżejsza i najbardziej przystępna cenowo kamera termowizyjna na rynku. Jest niezwykle łatwa w obsłudze i nie wymaga wcześniejszego doświadczenia. Wystarczy po prostu „wycelować, nacisnąć i wykryć”, aby uzyskać wysokiej jakości obrazy termiczne dostarczające użytkownikowi niezbędnych informacji.

„Najbardziej w FLIR i3 podobała nam się intuicyjność obsługi” – komentuje John Stoop. „Kamera jest bardzo prosta w użyciu, a jej funkcje są oczywiste. Ponadto można ją łatwo podłączyć do komputera lub laptopa, co umożliwia szybkie przesyłanie obrazów i ich udostępnianie innym.”

Carlill Energy wykorzystuje kamery termowizyjne FLIR i7 do wykrywania problemów w elektrowniach słonecznych w Pendżabie w Indiach

Gdy panele słoneczne zaczynają zawodzić, zazwyczaj dochodzi do nadmiernego nagrzewania wadliwych elementów. Na szczęście dla Carlill Energy, firma z powodzeniem wdrożyła kamery termowizyjne do wczesnego wykrywania i identyfikowania problemów z ogniwami fotowoltaicznymi (PV), skrzynkami przyłączeniowymi oraz połączeniami sieciowymi.

Pendżab w Indiach ma ogromny potencjał energetyki słonecznej, oferując ponad 300 dni nasłonecznienia rocznie. Carlill Energy Private Limited jest liderem w rozwoju elektrowni słonecznych w tym regionie. Firma zainstalowała już w całym stanie elektrownie o łącznej mocy 1,5 MW. Najnowsza elektrownia została uruchomiona w lutym 2012 roku w Muktsar (wschodni Pendżab) zgodnie z wytycznymi Punjab Energy Development Agency (PEDA). Wyróżnia się ona bardzo wysoką wartością PR na tle innych elektrowni słonecznych w stanie Pendżab.

Wczesne wykrywanie i inspekcja skrzynek diodowych

Po wcześniejszym incydencie z uszkodzoną skrzynką diodową, Carlill Energy zaczęło poszukiwać rozwiązania, które pozwoliłoby na wczesne ostrzeganie o potencjalnych problemach. Dzięki takiemu systemowi ostrzegania firma miała nadzieję na podjęcie środków zapobiegawczych i uniknięcie kolejnych awarii. Po dokładnym przeszukaniu rynku oraz konsultacjach z ekspertami branżowymi zdecydowano się na kamerę termowizyjną FLIR. Dystrybutor FLIR, firma M/s Industrial Agencies z siedzibą w Chandigarh w Indiach, dostarczył Carlill Energy kamerę termowizyjną FLIR i7.

M/s Industrial Agencies zapewniło również szkolenie dla personelu odpowiedzialnego za utrzymanie elektrowni. Podczas szkolenia wykryto trzy istotne punkty przegrzewania w skrzynkach przyłączeniowych. Według zespołu technicznego awaria tych połączeń mogłaby negatywnie wpłynąć zarówno na wydajność produkcji energii w elektrowni, jak i na współczynnik PR firmy.

Wysoka wydajność i szeroki zakres zastosowań

Zarząd M/s Carlill Energy był pod wrażeniem wydajności kamery FLIR i7: „Powinniśmy byli kupić to urządzenie już w zeszłym roku, kiedy uruchamialiśmy tę elektrownię.” Obecnie firma korzysta z trzech kamer FLIR i7. Oprócz wykrywania problemów ze skrzynkami diodowymi, Carlill Energy wykorzystuje kamery termowizyjne FLIR i7 do identyfikacji usterek w ogniwach fotowoltaicznych oraz połączeniach i zakończeniach sieci elektroenergetycznej.

Według Satnama Singha, kierownika ds. utrzymania ruchu w Carlill Energy, kamera termowizyjna FLIR i7 pomoże w wykrywaniu problematycznych obszarów, co przełoży się na bezawaryjne dostarczanie energii do sieci. Dodatkowo zwiększy to całkowity zwrot z inwestycji w tę elektrownię

*Produkty z kamerą termowizyjną: Armor Mini 20T Pro, Armor 27T, Armor 27T Pro, Armor 25T, Armor 25T Pro, Armor 19T, Power Armor 18T, Armor Pad 4 Ultra Thermal