(zveřejněno: 15-04-2016; aktualizováno 15-12-2018)
Současné technologie v oblasti fotografování prošly za posledních 30 let hektickým vývojem. Analogové fotoaparáty se velmi rychle přesouvají do muzeí, slova jako "vývojka" a "ustalovač" používají prakticky už jen fotografičtí odborníci (a to většinou ještě jako přezdívky svých kamarádů), odzvonilo době temných komor umístěných po koupelnách a sklepních prostorech. Každý druhý člověk je dnes amatérským fotografem nad nímž bdí elektronika v podobě AUTO režimu skrytého uvnitř mnohamegapixelového fotoaparátu. Uživatel (což je v tomto případě synonymum slova "fotograf") má zajištěné maximální pohodlí, včetně zoomování s vyhodnocením všech okolních podmínek, které by jeho výslednou fotografii poničily - zaostřením počínaje a hlídáním světelných podmínek konče. Fotografova činnost se zúžila na nalezení správného tlačítka na fotoaparátu (nebo jiném zařízení, což nemusí být zrovna lehký úkol!)). Ale u fotografie hovoříme stále o povrchu snímaného objektu. Co když potřebuji neinvazivním způsobem vyhodnotit situaci, která se skrývá pod povrchem objektu? Je dům, na který se dívám, zvěčněním toho, co připravil architekt ve svých plánech nebo developer "zainvestoval do fasády" na úkor celkové kvality stavby a pár centimetrů pod povrchem nás čeká překvapení v podobě tepelných mostů, zdivo se skládá ze změti různých materiálů a kvalitní izolační trojskla plněná směsicí nejlepších inertních plynů sice drží a nevypadnou, ale okolo nich téměř kvílí meluzína. Metod k tomuto účelu existuje několik, věnujme se ale nyní metodě termovizního snímání v kombinaci s digitální fotografií.
Když v roce 1800 zkoumal Sir William Herschel možnosti nového optického filtru a objevil při tom infračervenou složku elektromagnetického spektra jistě netušil, jakého využití se jím objevené infračervené záření dočká. O 100 let později, v roce 1900, německý fyzik Max Planck (mimochodem současník Járy Cimrmana a přítel Alberta Einsteina) zjistil, že existuje souvislost mezi teplotou tělesa a intenzitou jím vyzařovaného infračerveného záření. (tzv. IR záření). Na základě tohoto zjištění pak formuluje Zákon o vyzařování absolutně černého tělesa (Planckův vyzařovací zákon). V roce 1901 byl vydán jeden z prvních patentů v pyrometrii. Prvním z přístrojů byl v podstatě Newtonův dalekohled s tepelným termoelektrickým detektorem a výstupní signál byl měřen galvanometrem. Dalšího rozvoje se vývoj technologií v oboru IR záření dočkal v průběhu první a druhé světové války, kdy byl ovšem udržován v tajnosti. K odtajnění došlo až v polovině padesátých let 20.století. V šedesátých letech 20.století byl představen první průmyslově použitelný termografický systém.
Jak to celé funguje?
Každé těleso s teplotou vyšší než je absolutní nula (-273,16 °C) vyzařuje infračervené záření, jehož vlnová délka se mění dle teploty tělesa. Termografie využívá pásmo IR záření ke snímání vlnové délky tohoto záření a to bezkontaktním způsobem. Platí při tom, že se vzrůstající teplotou je vlnová délka IR záření kratší. Snímání tohoto záření se provádí infračervenými kamerami, kterým se dnes říká termovizní kamery. Termokamera snímané záření z povrchu sledovaného objektu transformuje na viditelný obraz, přičemž jsou jednotlivá teplotní pole znázorněna rozdílnými barvami. V praxi to znamená, že termovize nám umožní v našem případě ve stavebnictví lokalizovat místa zvýšených prostupů tepla v konstrukci pláště, v místech stavebních otvorů a také ztráty tepla prouděním.
Co se měří a kdy a jak probíhá měření?
V prvé řadě je nutno říci, že možnost sledování stavebních objektů za tímto účelem není celoroční. Měřit lze pouze v případě existence rozdílných teplot na obou stranách měřené konstrukce. V praxi to znamená, že měření se provádí u vytápěných staveb zejména v zimním období, nejlépe když je rozdíl mezi venkovní a vnitřní teplotou alespoň 20°C. Rovněž tak by na měřený objekt nemělo svítit slunce a měření do značné míry mohou ovlivnit i povětrnostní podmínky.(vítr, déšť, sněžení). Ve zhoršených povětrnostních podmínkách by se měření nemělo vůbec provádět. Měření naopak neovlivňuje například šero, dokonce ani tma. Vzhledem k tomu, že se jedná o bezdotykové měření teploty je nutno nastavit parametry měření. Jsou to zejména venkovní teplota vzduchu, vlhkost vzduchu, vzdálenost od měřeného objektu, zdánlivá odražená teplota a tzv. emisivita. Chybné zadání některého z těchto parametrů může způsobit chybu měření v řádově desítkách až stovkách procent. Při dodržení výše uvedených podmínek vám správně provedená termovize rychle odhalí místa zvýšených tepelných ztrát, popřípadě ověří účinnost provedených opatření ke snížení tepelných prostupů či odstranění tepelných mostů.
Jaké jsou výstupy měření?
Obraz pořízený termokamerou je v podstatě infračervený snímek měřeného objektu, kterému se říká termogram, resp. termovizní snímek. Vyspělé termovizní systémy používají snímkování radiometrické, které umožňují spočítat teplotu na povrchu měřeného objektu na základě množství snímaného IR záření. Protože IR záření je lidským okem neviditelné, termovizní snímek umožní vizualizaci záření přiřazováním barev různým teplotám. Lidově řečeno, termogram zobrazí odlišnými barvami rozdíly teplot a tím zdůrazní např. místa tepelných úniků. Některé systémy umožňují i prolínání běžné fotografie s termogramem pro snazší lokalizaci místa s poruchou, např. izolace.
A co předpokládané přínosy termovize?
Jak je již z výše uvedeného zřejmé, hlavním přínosem termovize v tomto případě je rychlé a včasné odhalování tepelných ztrát a stavebních poruch v plášti měřené budovy. Výsledné termosnímky zobrazí nedostatky tepelné izolace, vadné nebo nefunkční těsnění stavebních otvorů (oken, dveří) a v neposlední řadě účinnost provedených opatření k zamezení tepelných úniků. Jde v podstatě o rychlou a komplexní informaci o celkovém stavu obvodového pláště budovy. Dále nám umožní odhalit místa s předpokládaným možným výskytem plísní v interiéru budovy, protože plísně se často vyskytují právě v místech tepelných mostů, tudíž nejstudenějších míst interiéru. S výhodou lze termovizi využít např. před koupí objektu, před kolaudací novostaveb nebo u již zmíněné kontrole kvality provedené práce. Vždy mějme na paměti, že nejlevnější je ta energie, kterou není třeba vyrobit, což zde analogicky platí pro energii nespotřebovanou.
Má termovize ještě nějaká další využití?
Samozřejmě, termovize a obecně oblast IR záření a jeho detekce má velmi široké využití ve všech oblastech průmyslu, stavebnictví, medicíně a dokonce i v astronomii. V oblasti průmyslu a energetiky lze termokamerami odhalovat místa se zvýšenou teplotou namáhaných částí strojů, teplotu ložisek, místa nedokonale dotažených spojů elektrorozvaděčů, atd. Dokonce se termovize využívá i při pátrání po pohřešovaných osobách v nepřístupném či nepřehledném terénu.
Lze tedy využít termovizi i v letním období?
Vypovídající schopnost termovizního měření u budov je do jisté míry ovlivněna teplotním spádem vnitřní teploty v objektu a venkovní teploty (vypovídající schopnost se pohybuje cca do +5°C venkovní teploty; samozřejmě závisí na konkrétním účelu měření a aktuálních podmínkách). Toto omezení ovšem neplatí pro jiné technické úlohy - termovizní měření má široké využití i v letním období. Jak již bylo výše zmíněno, lze termovizi celoročně využívat například v oblasti průmyslu a energetiky. Zmiňme se zde zejména o termografii fotovoltaických elektráren. Termovizní měření fotovoltaických panelů se provádí za plného provozu elektrárny, a to pokud možno při slunečném a bezvětrném počasí. Termokamera odhalí poškození či případné vady fotovoltaických panelů, dále jejich chybnou instalaci a včas indikuje nadměrné znečištění plochy panelů. Je třeba vědět, že vadné fotovoltaické články se nadměrně zahřívají a přeměna v elektrickou energii neprobíhá s předpokládanou účinností. Dokonce může dojít k případům, že takové články se vůbec neúčastní výroby energie, ale naopak produkovanou elektřinu spotřebovávají. Také lze pomocí termovize již dopředu detekovat články, které jsou již na konci své životnosti a bude je třeba vyměnit. V elektrotechnice obecně lze termovizi s výhodou využít k odhalování míst nedokonale dotažených nebo vadných spojů elektrických rozvoden a rozvaděčů a v průmyslu pak k měření namáhaných částí strojů, jako jsou ložiska, převodové skříně, teploty vinutí motorů atd.
Námi používané termovizní zařízení - termokamera FLUKE
Váš objekt vám GrexEnergia změří vyspělým termovizním systémem – infračervenou kamerou FLUKE Ti200. Tato termovizní kamera plně vyhovuje nejnovějším požadavkům pro současná měření. Je vybavena novou generací automatického ostření LaserSharp® pro dokonale ostré snímky. Zaostření je při provádění infračervené kontroly velmi důležité. Bez zaostřeného obrazu nemusí být měření teploty přesná, chyba může být někdy i o několik stupňů. Nezaostřené infračervené snímky jsou často nepoužitelné nebo mají malou vypovídací hodnotu. Další vyspělou pomůckou je laserové ukazovátko na snímači , které slouží jednak jako pomůcka pro zaměřování a dále jako součást systému zaostřování. Po zaměření a zaostření dojde k zachycení a zmražení snímku. Kamera také umožňuje prolínání běžné fotografie s termogramem. Samozřejmostí je i nastavení dalších parametrů:
>>> emisivita - definuje poměr intenzity vyzařování reálného tělesa HE k intenzitě vyzařování absolutně černého tělesa HEO se stejnou teplotou. Emisivita absolutně černého tělesa má hodnotu ε = 1, emisivita reálného tělesa εT nabývá tedy hodnot εT ≤ 1; reálná výchozí hodnota ε = 0,95 (ale závisí na materiálu sledovaného objektu).
>>> kompenzace odražené teploty pozadí - velmi horké nebo studené objekty mohou ovlivňovat zdánlivou teplotu a přesnost měření cílového objektu, obzvláště pokud je emisivita povrchu nízká. Nastavením odražené teploty pozadí lze často přesnost měření teploty zlepšit.
>>> nastavení prostupu/prostupnosti (transmisivita) - při provádění infračervené inspekce pomocí infračervených průhledných okének (infračervená okénka) není veškerá infračervená energie vyzařovaná měřenými objekty účinně přenášena přes materiál okénka. Pokud je míra přenosu okénka známá, lze snížit tuto procentuální hodnotu, výchozí hodnota je tedy bez prostupu/propustnosti, tj. τ = 100%.
Termokamera FLUKE Ti200 je přenosná, infračervená snímací kamera určená pro použití v mnoha aplikacích. Tyto aplikace zahrnují vyhledávání problémů zařízení, preventivní a prediktivní údržbu, diagnostiku budov, diagnostiku fotovoltaických panelů, výzkum a vývoj.
GrexEnergia Vám nabízí diagnostiku pomocí termovize!
Poptávku pro rezervaci termínu měření včas směřujte na Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
