Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2019 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Wykorzystanie w budownictwie metody termowizji w podczerwieni

Termografia jest metodą polegającą na rejestracji temperatury w każdym punkcie powierzchni przez detekcję promieniowania podczerwonego i zamianie tego promieniowania na obraz widzialny. Nazwą stosowaną potocznie jest termowizja. Badania termowizyjne przeprowadzone są z zastosowaniem specjalnych kamer. W przemyśle budowlanym są użyteczne do kontroli stanu materiałów izolacyjnych oraz oceny poprawności ich wykonania.

Zapoczątkowane przez F.W. Herschla prace nad konstrukcją teleskopów astronomicznych doprowadziły przypadkowo do odkrycia przez niego w 1800 r. promieniowania podczerwonego. Odkrycie to zapoczątkowało wiele prac naukowych i przyczyniło się do rozwoju różnych dziedzin wykorzystujących prawa promieniowania elektromagnetycznego. Jedną z nich jest termowizja o wprost nieograniczonym zakresie zastosowań naukowych i praktycznych. Wykorzystanie kamer termowizyjnych w przemyśle hutniczym, szklarskim, wojskowym, w energetyce, budownictwie, medycynie i ratownictwie pozwala analizować badane obszary w sposób bezstykowy i bezinwazyjny [1]. W diagnostyce dostarczają wiedzy nie tylko o zjawiskach termodynamicznych i cieplnych, lecz także o izolacyjności i wymianie ciepła [2, 3].

Zasady pomiaru termograficznego

Termografia jest nazwą naukową techniki rejestracji obrazów, która polega na detekcji promieniowania w paśmie podczerwieni i w efekcie zamianie tego promieniowania na obraz widzialny. Dzięki temu można obserwować i oceniać rozkład temperatur oraz ich wartości na zewnętrznej powierzchni badanego obiektu.

Nazwą stosowaną potocznie jest termowizja, która, inaczej mówiąc, polega na mierzeniu fal elektromagnetycznych emitowanych przez ciała o temperaturze wyższej od zera bezwzględnego. Każdy obiekt zatem, którego temperatura jest wyższa niż 0ºK, jest źródłem promieniowania podczerwonego oznaczonego w skrócie „IR” (infrared).

Badania termowizyjne wykonuje się przy użyciu kamer termowizyjnych. Są to urządzenia elektroniczne przetwarzające widmo niewidzialnego promieniowania podczerwonego z powierzchni odległych obiektów w odpowiednie sygnały elektryczne, zamieniane następnie na sygnały wizualne. W pomiarach termowizyjnych wykorzystuje się więc podstawowe prawa, parametry i zjawiska fizyczne, takie jak: ciepło, temperatura, emisyjność, energia, widmo promieniowania, prawo Plancka i prawo Stefana-Boltzmanna [4]. Poniżej omówione zostaną niektóre z nich.

Ciepło

W większości przypadków część wytworzonej pracy zostaje zamieniona na ciepło. Następnie zaczyna się proces wyrównywania temperatury w danym układzie. Ciepło mierzone w watach jest przekazywane ośrodkom o niższej temperaturze drogami:

  • przewodzenia (wewnątrz ciała),
  • konwekcji (unoszenie ciepła, swobodne i wymuszone),
  • promieniowania cieplnego.

Temperatura

Jest umowną wielkością fizyczną skalarną charakteryzującą stan równowagi termodynamicznej. Umowności tej dowodzi występowanie skal empirycznych: Celsjusza, Fahrenheita, a także skali bezwzględnej – Kelvina, pomiędzy którymi występują następujące zależności:

TC = TK − 273,16 TC = (TF − 32) 5 : 9 (1).

W technikach termografii brak jest jakiegokolwiek oddziaływania układu odbiorczego na powierzchnię, nie ma bowiem między nimi kontaktu cieplnego. Jednak interpretacja wyników pomiaru musi uwzględnić cechy promienne powierzchni, otoczenia, ośrodka przenoszenia promieniowania oraz cechy urządzenia odbiorczego. Jedną z nich jest emisyjność.

Współczynnik emisyjności

ZOBACZ TAKŻE
Jak obniżyć koszty ogrzewania budynku?
Jak obniżyć koszty ogrzewania budynku?
Pobierz ZA DAMO PDF!

Jest istotnym parametrem mającym wpływ na wynik pomiaru termograficznego. Związany jest on ściśle ze stanem powierzchni badanego obiektu.
Dla ciała doskonale czarnego emisyjność wynosi zawsze 1, co oznacza, że takie ciało pochłania całą energię, nie odbija jej ani też jej nie przepuszcza.
W rzeczywistości obiekty odbiegają od tego modelu, dlatego przy pomiarach należy uwzględnić tę odchyłkę przez wprowadzenie współczynnika emisyjności. Jego wartość określa możliwość wysyłania promieniowania IR przez dane ciało [2].

Prawa promieniowania termografii w podczerwieni

Widmo promieniowania
Materia świata wysyła i pochłania w sposób nieprzerwany promieniowanie elektromagnetyczne. Termicznemu wzbudzeniu przejść elektronów towarzyszy wysyłanie kwantowanej energii w postaci fotonów. Energia „W” takiego promieniowania zależy od długości fali promieniowania i może być opisana równaniem:

Wλ = hc/ λ  (2),

w którym:
h = 6,63·10–23 – stała Plancka [Js],
c = 3·108 – prędkość światła [m/s],
λ – długość fali [m].

Fale podczerwone „IR”: 0,76–1000 μm. Termografia wykorzystuje zakres: 2–13 μm (rys. 1).

promieniowanie podczerwone
Udział promieniowania podczerwonego (0,76–1000 μm) w całym widmie promieniowania

Prawo Plancka

Pozwala wyznaczyć widmowy rozkład monochromatycznej emitancji promienistej ciała czarnego. Dla każdej długości fali emitowana energia wzrasta wraz z temperaturą (więc także emitowane jest promieniowanie z obszaru widzialnego). Z obniżeniem temperatury zakres widma odpowiadający maksymalnej emisji energii przesuwa się w kierunku fal dłuższych (oko ludzkie dopasowane jest do odbioru promieniowania słonecznego – źródła bardzo wysokotemperaturowego, bo o temperaturze ok. 6000ºK, a maksimum energii promieniowane jest w paśmie 0,4–0,8 μm.

Prawo Stefana-Boltzmanna

Określa zależność między emitancją promienistą do półprzestrzeni, ciała czarnego a temperaturą bezwzględną [2]:

E = σ T4 (3),

gdzie: σ = 5,6693·10–8 – Stała Stefana-Boltzmanna [Wm–2K–4].

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 7/8/2010

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Chemia budowlana - porady ekspertów »


Masz wątpliwości i pytania jak rozwiązać Twój problem techniczny? Dobierz stosowną technologię do Twoich potrzeb... ZOBACZ »


Planujesz remont balkonu lub tarasu? Sprawdź »

7 zalet stosowania płyt warstwowych

Aby balkon lub taras nie sprawiał właścicielom kłopotów podczas użytkowania...
czytaj dalej »

Obecnie trudno sobie wyobrazić budownictwo, szczególnie halowe użyteczności publicznej, przemysłowe i rolnicze bez obudowy... czytaj dalej »

Alternatywa dla wełny i styropianu »


W porównaniu do tradycyjnych metod izolacji dachu... ZOBACZ »


Konsole do elewacji wentylowanych - wiedz więcej »

Która fuga szybko wiąże i jest łatwa w utrzymaniu czystości?

Umożliwiają osiągnięcie współczynnika przenikania ciepła dla ścian zewnętrznych na poziomie poniżej... czytaj dalej » Tego typu materiałów poszukują najbardziej wymagający użytkownicy, ceniący estetykę, funkcjonalność, bezpieczeństwo oraz... czytaj dalej »

Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr...  czytaj dalej »


Na czym polegają prace uszczelniające?

Jak zabezpieczyć wnętrze przed dużym nasłonecznieniem?

Prace uszczelniające mają na celu odcięcie niebezpiecznych materiałów, substancji lub po prostu... czytaj dalej » Dużym zainteresowaniem właścicieli domów cieszy się też.. czytaj dalej »

Jak pozbyć się grzyba z elewacji?


Elewacja budynku narażona jest nie tylko na zmienne warunki atmosferyczne, lecz także na... ZOBACZ »


Chemia budowlana - porady ekspertów »

Wybierz najlepszy materiał do ociepleń »

Masz wątpliwości i pytania jak rozwiązać Twój problem techniczny? Dobierz stosowną technologię do Twoich potrzeb... czytaj dalej » Czym różnią się materiały do izolacji poszczególnych elementów budynku? czytaj dalej »

Naprawa balkonów i tarasów - czego użyć?


Balkony, tarasy, loggie i schody są elementami obiektów budowlanych stale narażonymi na niszczące czynniki środowiska... ZOBACZ »


Papa podkładowa - przepłacanie czy oszczędność?

Jak zabezpieczyć budynek przed wilgocią?

Wśród budowniczych wciąż trwa otwarta dyskusja na temat potrzeby stosowania papy podkładowej...
czytaj dalej »

Wilgoć pojawiająca się w budynku i związana z nią pleśń szkodzą naszemu zdrowiu, powodują wyższe rachunki za ogrzewanie i niszczą mury. czytaj dalej »

Planujesz wymianę dachu? Sprawdź »


Dzięki lekkości dachówek nie ma potrzeby wzmacniania Twojej starej struktury dachowej. W niektórych przypadkach jest nawet... ZOBACZ »


Żaluzje zewnętrzne - dlaczego warto je zamontować?

Szukasz pomysłu na wykończenie elewacji? Sprawdź

To doskonała inwestycja, która nie tylko podnosi wartość budynku mieszkalnego...
czytaj dalej »

Tynki cienkowarstwowe tworzą ochronno-dekoracyjną zewnętrzną warstwę o wysokiej odporności na... czytaj dalej »

Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
Flowcrete Polska Sp. z o.o. Flowcrete Polska Sp. z o.o.
Flowcrete Polska Sp. z o.o. Jesteśmy producentem i dystrybutorem materiałów do wykonywania bezspoinowch posadzek żywicznych -...
4/2020

Aktualny numer:

Izolacje 4/2020
W miesięczniku m.in.:
  • - Co wpływa na trwałość i niezawodność ETICS?
  • - Balkony – projektowanie numeryczne złączy z uwzględnieniem wymagań cieplno-wilgotnościowych od 1 stycznia 2021 roku
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.