Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [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



Dobierz najlepszy materiał ociepleniowy. Sprawdź »

Sposób na trwałe mocowanie termoizolacji »

Inwestorzy szukają wciąż lepszych, mocniejszych i bardziej wytrzymałych, a przede wszystkim bezpiecznych dla zdrowia produktów. Gdzie je znaleźć? czytaj dalej » Siła ssąca wiatru może doprowadzić do zerwania elewacji z budynku. Jak temu zapobiec? czytaj dalej »

Gdzie stosować izolację z wełny mineralnej?

Zastosowanie mineralnej wełny skalnej jako przyczynia się do znacznych oszczędności i ochrony środowiska poprzez ograniczenie zużycia energii i emisji dwutlenku węgla do atmosfery...  czytaj dalej »


Zarabiaj pieniądze sprzedając prąd »

Czy przysługują Ci dotacje na termomodernizację domu?

Wszystkie znane obecnie źródła energii, poza energią geotermalną i atomową, są pośrednio efektem działania promieniowania słonecznego...
czytaj dalej »

W Polsce z powodu zanieczyszczenia powietrza umiera ok. 45 000 osób! Co możesz zrobić, żeby poprawić jakość powietrza? czytaj dalej »

Izolacja przeciwwilgociowa tarasów i balkonów »

Tarasy nadziemne, balkony i loggie to newralgiczne części elewacji budynków wielokondygnacyjnych. Są podatne na wpływ niszczących czynników... czytaj dalej »

 


Jak ograniczyć straty ciepła i wyciszyć hałas?

Wybierz rozwiązanie, które ochroni uszczelniane powierzchnie przed tworzeniem się mostków termicznych... czytaj dalej »

 


Ciepło ucieka przez dach! Jak temu zapobiec?

Wnętrze bez hałasu - jak zwiększyć izolacyjność akustyczną?

Montując na swoim dachu termomembranę i paroizolację zaoszczędzasz nawet 9% na ogrzewaniu.
czytaj dalej »

Jakość pochłaniania dźwięku w dużym stopniu uzależniona jest od układu wnętrza oraz zatosowanych materialów. czytaj dalej »

Jak skutecznie ocieplić poddasze?


Ocieplenie dachu jest konieczne, by przebywanie na poddaszu było komfortowe. Izolacja musi być wykonana prawidłowo... ZOBACZ »


Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Skutecznie zabezpiecz budowane konstrukcje przed pożarem »

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Masywne elementy budowlane w starych obiektach często nie spełniają wymagań przeciwpożarowych określonych w obowiązujących przepisach. czytaj dalej »

Chcesz ograniczyć straty ciepła z budynku? Zobacz »


W obecnych czasach rosnące ceny energii cieplnej i elektrycznej skłaniają do analizy strat ciepła w budynkach mieszkalnych. Jedynym sposobem ograniczenia kosztów jest... ZOBACZ »



Termomodernizacja


POBIERZ E-BOOK TERMOMODERNIZACJA  » Termomodernizacja budynków - dowiedz się więcej »


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 »
Triflex Polska Triflex Polska
Triflex zyskał na rynku europejskim pozycję lidera w zakresie opracowywania, kompleksowego doradztwa oraz zastosowania uszczelnień i powłok...
2/2019

Aktualny numer:

Izolacje 2/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Hydroizolacje podziemych części budynków
  • - Mechaniczne mocowanie systemów ETICS
Zobacz szczegóły
Kiedy ciepło drożeje, nie trać energii - ociepl swój dom!

Kiedy ciepło drożeje, nie trać energii - ociepl swój dom!

Rosnące ceny gazu i węgla, jak również coraz wyższe koszty uprawnień do emisji dwutlenku węgla sprawiają, że sezon grzewczy 2018/2019 to bardzo gorący temat....
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

.