zastosowanie termowizji w budownictwie i inżynierii środowiska

ZASTOSOWANIE TERMOWIZJI
W BUDOWNICTWIE I INŻYNIERII ŚRODOWISKA
Dominik Boczarow
Opiekun Koła: dr inż. Zygmunt Kurałowicz
Międzywydziałowe Koło Naukowe
Studentów Politechniki Gdańskiej
„Ekologia Budownictwa i Inżynierii Środowiska”
Wydział Budownictwa Wodnego i Inżynierii Środowiska
Politechnika Gdańska
1. STRESZCZENIE
W referacie przedstawiono podstawowe informacje dotyczące podstaw i rozwoju termowizji.
Zaprezentowano wyniki badań rozkładu temperatury w przegrodach budowlanych podczas
symulowanego pożaru pomieszczenia, wykonanych w Uniwersytecie Kaiserslautern, w których
uczestniczył autor referatu. Przedstawiono również przykłady zastosowania termowizji
w budownictwie, inżynierii i ochronie środowiska.
2. WSTĘP
Termowizja jest nowoczesną i dynamicznie rozwijająca się techniką. Po udostępnieniu
termowizji przez wojsko do celów cywilnych, technika ta znalazła szerokie zastosowanie w wielu
dziedzinach nauki i techniki. W referacie przedstawiono historię rozwoju termowizji oraz
podstawy teoretyczne. Termowizja z powodzeniem wykorzystywana jest w elektronice, energetyce,
hutnictwie a także w budownictwie (m.in. wykrywanie mostków cieplnych), inżynierii i ochronie
środowiska (m.in. monitoring składowisk odpadów).
3. HISTORIA I PODSTAWY TERMOWIZJI
W roku 1800, astronom Wiliam Herschel odkrył podczerwoną cześć promieniowania
elektromagnetycznego podczas powtarzania eksperymentów Newtona. Eksperymenty polegały
na rozszczepianiu światła przy pomocy pryzmatu na poszczególne barwy widma i pomiarze
temperatury przy pomocy termometru rtęciowego, każdego otrzymanego tą drogą koloru. Herschel
stwierdził, że termometr leżący w cieniu, tuż obok czerwonego koloru światła widzialnego
wykazywał również wzrost temperatury. Na tej podstawie doszedł do wniosku, że oprócz światła
widzialnego istnieje „coś” jeszcze. Niewidzialne promieniowanie ze względu na swe położenie
obok koloru czerwonego, zostało nazwane jako promieniowanie podczerwone.
Termowizja i termografia są to metody badawcze, polegające na zdalnej i bezdotykowej ocenie
rozkładu temperatury na powierzchni badanego ciała. Metody te opierają się na obserwacji
i zapisie rozkładu promieniowania podczerwonego, wysyłanego przez każde ciało, którego
temperatura jest wyższa od zera bezwzględnego (-273 C) oraz wizualizacji pola temperaturowego
przez aparaturę termowizyjną. Pojęcia te są częściowo wymienne, a różnica pomiędzy nimi polega
na kolejności otrzymywania obrazu i jego rejestracji. Termografia jest pojęciem starszym
niż termowizja i jest metodą, w której najpierw następuje rejestracja obrazu np. na kliszy
fotograficznej, a dopiero później możliwa jest jego obserwacja. Natomiast w metodzie termowizyjnej najpierw otrzymuje się obraz rozkładu temperatury na ekranie kamery termowizyjnej,
a dopiero później możliwa jest jego rejestracja [10].
Emitowane
przez
obserwowane
obiekty
promieniowanie
cieplne
ma
postać
fal
elektromagnetycznych, których intensywność zależy od temperatury. Kamery termowizyjne
umożliwiają wykrycie tego promieniowania bez potrzeby kontaktu z powierzchnią badanego
obiektu. Wykrywanie promieniowania cieplnego następuje przez systemy optyczne, które kierują
promieniowanie na detektory podczerwieni, gdzie następuje przekształcenie wykrytego
promieniowania na sygnał elektryczny. Przekształcony w ten sposób obraz niewidzialnego dla
ludzkiego oka promieniowania cieplnego, zostaje przedstawiony na monitorze, a uzyskany obraz
nazywany jest termogramem.
Wykonywanie pomiarów temperatury przy pomocy termowizji, jako sposobu badawczego
rozkładu temperatury posiada dwie podstawowe zalety. Pierwszą jest bezkontaktowy pomiar
temperatury, czyli odbywa się on bez wpływu czujnika na wynik pomiaru, w przeciwieństwie
do tradycyjnych metod z zastosowaniem np. termometru stykowego. Umożliwia to również
wykonanie pomiaru bez konieczności zbliżania się do obiektów niebezpiecznych np. o wysokiej
temperaturze
bądź
napięciu
oraz
obiektów
trudnodostępnych,
takich
jak
budynki
wielokondygnacyjne czy kominy. Jedynym warunkiem jest taki wybór stanowiska pomiarowego,
aby umożliwić dogodną obserwację wybranego fragmentu badanego obiektu.
Drugą zaletą jest równoczesna obserwacja wartości temperatury we wszystkich punktach
wycinka badanej powierzchni oraz możliwość łatwego przeanalizowania obrazu rozkładu
temperatury, bez żmudnego zbierania informacji punkt po punkcie. Pozwala to uwzględnić istotne
informacje, które mogłyby być niezauważone z powodu
ograniczonego zagęszczenia siatki
pomiarowej. Do dodatkowych zalet techniki termowizyjnej należy krótki czas potrzebny
na otrzymanie obrazów badanych obiektów oraz łatwość interpretacji otrzymanych wyników [10].
Rozchodzenie się promieniowania podczerwonego w przestrzeni następuje tak samo jak rozchodzenie się światła czy fali elektromagnetycznej. Promieniowanie podczerwone ulega jednak
osłabieniu przy przechodzeniu przez atmosferę, w zależności od długości fali. Dla niektórych
długości fal, promieniowanie podczerwone zostaje silnie pochłaniane przez związki chemiczne
wchodzące w skład atmosfery, takie jak para wodna i dwutlenek węgla. Zakresy fal, w których
utrudnione jest przechodzenie promieniowania podczerwonego przez atmosferę, oddzielone są
zakresem fal, w którym powietrze prawie swobodnie może być przenikane przez promieniowanie
podczerwone
4. WYKORZYSTANIE TERMOWIZJI
Termowizja może być stosowana wszędzie tam, gdzie na podstawie rozkładów temperatury
lub jej zmian w czasie, można określić właściwości obserwowanych obiektów. Termowizja
umożliwia również śledzenie różnych procesów, których przebieg wiąże się ze zmianami
temperatury w czasie lub jej zróżnicowaniem. Wykorzystywana jest w elektronice do badania
jakości układów scalonych, poszukiwania uszkodzonych elementów w aparaturze elektronicznej.
W energetyce służy do określania stanu izolacji cieplnej, badania stanu przewodów elektrycznych.
W budownictwie termowizja wykorzystywana z powodzeniem do oceny stanu izolacji cieplnej
budynków, wykrywania niewłaściwych połączeń elementów konstrukcyjnych, mostków cieplnych
i wad materiałowych.
Rys. 1. Termogram budynku mieszkalnego [9].
4.1 Termograficzne badania kominów
Badania termowizyjne mogą być wykorzystywane do badania stanu technicznego czynnych
kominów. Zainteresowanie termograficznym monitoringiem kominów wzrosło, w związku
z surowszą kontrolą niebezpiecznych instalacji przemysłowych. Metoda termowizyjna, umożliwia
wykrycie wad podpowierzchniowych, takich jak pogorszenie stanu izolacji termicznej oraz jej
nieszczelności. Pozwala wykryć uszkodzenia warstwy izolacyjnej, zawilgocenie warstwy wełny
mineralnej czy jej uszkodzenie. Na podstawie doświadczeń praktycznych można stwierdzić,
że niezależnie od warunków w których były prowadzone pomiary, niebezpieczne uszkodzenia
izolacji termicznej powodują wzrost temperatury od 3 do 4 C, podczas gdy poważne
nieszczelności odpowiedzialne są za spadki temperatury od 7 do 10 C. Analiza rozkładu
temperatury na powierzchni komina, pozwala uzyskać ważne informacji o ukrytych wadach
konstrukcyjnych, niewidocznych podczas klasycznych metod badawczych. Na podstawie
wykonanych inspekcji kominów możliwe jest określenie rozmiarów planowanych napraw, a firmy
budowlane przeprowadzające naprawy posiadają szczegółowe plany miejsc przewidzianych do
naprawy [11].
4.2 Badania wytrzymałości pożarowej przegród budowlanych
Technika termowizyjna może być stosowana podczas testów wytrzymałości pożarowej przegród stosowanych w budownictwie, takich jak
okna czy drzwi. Wykorzystanie termowizji,
umożliwia przedstawienie rozkładu temperatury na całej powierzchni badanego elementu. Badania
wytrzymałości pożarowej elementów budowlanych zostały wykonane na Uniwersytecie
w
Stuttgarcie (Niemcy), na zlecenie francuskiej firmy Clestra, na specjalnym stanowisku
przeznaczonym do badań elementów budowlanych obserwowano zmiany temperatury podczas 30
minutowego symulowanego pożaru (rys. 2).
Rys. 2. Stanowisko pomiarowe podczas badania oraz termogram wykonany
podczas trwania badania [własne].
Uznaje się, że drzwi przeznaczone do budynków użyteczności publicznej nie spełniają
wymaganych warunków ochrony pożarowej, jeżeli po 30 minutach symulowanego pożaru, różnica
pomiędzy temperaturą początkową a końcową na powierzchni przegrody będzie większa
niż 180C. Efektem badań było wykrycie stref, w których nastąpił nadmierny wzrost temperatury
oraz opracowanie zaleceń dotyczących zmian konstrukcyjnych w prototypie drzwi.
4.0 Zastosowanie termowizji w inżynierii środowiska
5. ZASTOSOWANIE TERMOWIZJI W CIEPŁOWNICTWIE
5.1 Zastosowanie termowizji w ciepłownictwie
Dla rozbudowanych sieci ciepłowniczych bardzo ważne jest określenie miejsc strat ciepła,
wywołanych różnego rodzaju uszkodzeniami izolacji. Szczególnie istotne jest wykrywanie
uszkodzeń izolacji cieplnej w dużych rurociągach ciepłowniczych. Badania prowadzone przy
trasowaniu przebiegu ciepłociągu wykazują, że temperatura gruntu w pobliżu rurociągu ulega
podwyższeniu, które zależy od wielu czynników, takich jak: stan izolacji cieplnej, temperatura
otoczenia, rodzaj gruntu, głębokość ułożenia i przekrój rurociągu. Wykorzystując termowizję
można zlokalizować obszary, w których występują uszkodzenia izolacji lub rurociągu,
co umożliwia skrócenie czasu potrzebnego na wykonanie napraw.
Badania termowizyjne mogą także dotyczyć urządzeń systemów grzewczych, wentylacji
i klimatyzacji, wszelkiego rodzaju sprzętu wirującego oraz kontroli rur i przewodów w celem
wykrywania wycieków z sieci. Termowizja może być stosowana do lokalizacji rur instalacji
ogrzewania umieszczonych pod podłogą, sprawdzenia stanu dopływów i odpływów powietrza do
pomieszczeń, które często zlokalizowane są w trudno dostępnych miejscach oraz weryfikacji
poprawności działania urządzeń wirujących [1].
Rys. 3. Termogramy rurociągu wraz z widocznymi stratami ciepła [7].
W przypadku wykonywania napraw podłogi, często istnieje potrzeba zlokalizowania rur
znajdujących się w wylewkach podłóg, co w łatwy sposób umożliwiają badania termowizyjne.
Wykorzystując termowizję, można również dokonać kontroli grzejników, ocenić czy cała ich
powierzchnia nagrzewa się jednakowo
5.2 Diagnostyka urządzeń elektrycznych
Poprawne działanie silników elektrycznych w pompach, znajdujących się na ujęciach wodnych, stacjach uzdatniania, przepompowniach, oczyszczalniach ścieków lub wentylatorach klimatyzacyjnch jest bardzo ważne zwłaszcza, że pracują one w długich okresach ciągłej pracy. Złe
warunki pracy mogą wywołać niekorzystne naprężenia w łożyskach silnika, co w krótkim czasie
może spowodować ich uszkodzenia, a tym samym wzrost kosztów eksploatacyjnych. Niewystarczające smarowanie powoduje wydzielanie się ciepła, które niszczy pozostały środek smarujący,
przyczyniając się do zwiększenia tarcia i temperatury. Wzrost temperatury może być również
przyczyną niewłaściwego użytkowania (np. nadmiernego obciążenia). Wskazanie metodą termowizyjną słabych i wadliwych miejsc w urządzeniach umożliwia ich naprawienie, zanim spowodują
one poważne usterki.
5.3 Wykorzystanie termowizji do monitoringu biofiltrów [2, 3, 4, 5]
Do zagadnień unieszkodliwiania odpadów, można zaliczyć redukcję nieprzyjemnych zapachów
z zakładów utylizacji odpadów. Ma to bardzo duże znaczenie w związku z wrażliwością
społeczeństwa na nieprzyjemne zapachy, pochodzące z tego rodzaju zakładów. W tym celu
wprowadzane są odpowiednie regulacje prawne, jak również prowadzone starania o zmniejszenie
emisji uciążliwych zapachów. Oczyszczanie powietrza z nieprzyjemnych zapachów może odbywać się również w sposób biologiczny, na specjalnych biofiltrach, w których następuje zamiana
intensywnych zapachowo połączeń chemicznych w bezwonne, względnie niewyczuwalne
połączenia chemiczne, w wyniku procesów życiowych mikroorganizmów.
Ważnym założeniem dla efektywnego działania filtra biologicznego, oczyszczającego powietrze jest równomierny przepływ strumienia powietrza przez wypełnienie filtru. Jednak w praktyce
nie jest to takie proste do uzyskania. Skutkiem nierównomiernego przepływu powietrza przez
wypełnienie filtra jest występowanie stref nadmiernie obciążonych, w których przepływ powietrza
odbywa się ze zwiększoną prędkością. W nadmiernie obciążonych strefach dochodzi z czasem do
przebicia złoża, co powoduje znaczne zmniejszenie efektywności pracy. Niejednorodności
przepływu strumienia powietrza przez filtr można zidentyfikować na podstawie różnic
temperatury, które objawiają się na jego powierzchni. Konwencjonalne metody pomiarów polegają
na pomiarach temperatury w pojedynczych punktach. Metody te są czasochłonne i mało dokładne,
ponieważ pomiary prowadzone wzdłuż założonej siatki pomiarowej, pozwalają na określenie
różnic tylko pomiędzy punktami pomiarowymi. Dla dokładnego zbadania rozkładu temperatury
na powierzchni filtra metodami konwencjonalnymi, potrzebna jest jak największa liczba punktów
pomiarowych, występujących w niewielkich odległościach od siebie. W celu dokładnej oceny
zmian temperatury na całej powierzchni biofiltra, można zastosować kamerę termowizyjną, która
umożliwia określenie temperatury w tym samym czasie dla całej badanej powierzchni oraz
przedstawienie w prosty i łatwy w interpretacji sposób obserwowanych zmian temperatury.
Zarejestrowanie tych zmian, umożliwia wyciągnięcie wniosków odnośnie efektywności pracy
biofiltra. Dodatkową zaletą pomiarów z wykorzystaniem kamery termowizyjnej jest to, że podczas
pomiarów nie następuje kontakt urządzenia pomiarowego z powierzchnią obiektu, który jest
badany.
Do pomiarów temperatury na powierzchni biofiltrów, technika termowizyjna została
wykorzystana przez A. Bockreis i jej współpracowników z Uniwersytetu w Darmstadtt,
w Niemczech. Na podstawie badań prowadzonych przez A. Bockreis można stwierdzić,
że technika termowizyjna może być przydatna do wykrywania niejednorodności przepływu oraz
wad konstrukcyjnych, których wyeliminowanie umożliwia wzrost efektywności w usuwaniu
nieprzyjemnych zapachów. Jedne z badań obejmowały 4-ro miesięczną obserwację biofiltra.
W połowie okresu badań, wypełnienie biofiltra zostało wymienione, a rozkład temperatury na
powierzchni biofiltra przed wymianą wypełnienia oraz po jego wymianie przedstawiono na rys. 4.
a)
b)
Rys. 4. Termogram biofiltra wykonany przed wymianą wypełnienia (a) oraz po jego
wymianie (b)[5].
5.4 Monitoring składowisk odpadów
Składowiska odpadów są obiektami projektowanymi w taki sposób, aby miały jak najmniejszy
szkodliwy wpływ na środowisko naturalne. Z tego względu bardzo ważny jest wybór odpowied-
niej lokalizacji składowiska, uwzględniającej warunki topograficzne, warunki hydrogeologiczne
i geologiczne, poziom wód gruntowych, kierunki wiejących wiatrów oraz strefy ochronne. Ponadto
bardzo ważny jest monitoring procesów zachodzących w korpusie i na powierzchni składowiska.
W celu zabezpieczenia środowiska oraz odpowiedniej jego eksploatacji, bardzo ważne jest poznanie procesów fizycznych, chemicznych jak i przemian biologicznych zachodzących
w
składowanych
odpadach.
Powstawanie
metanu,
podczas
przemian
biochemicznych
na składowiskach odpadów jest bardzo ważne z punktu widzenia ochrony środowiska. Metan jest
gazem radioaktywnym,
odpowiedzialnym za około 15 % globalnego ocieplenia. W ciągu
ostatnich 100 lat, metan miał 21 razy większy wpływ na ocieplenie klimatu niż CO2, który jest
głównym gazem odpowiedzialnym za efekt cieplarniany. Zarządzanie gazem składowiskowym
może zostać ulepszone, jeżeli jego ewentualne wycieki zostaną wykryte i usunięte. Obecnie
stosowane są różne metody wykrywania biogazu. Laboratoryjne metody wykrywania biogazu
zaproponował m.in. Tregoures i inni (1999). Jednak wykrywanie biogazu tymi metodami zabiera
wiele czasu, wymaga założenia wielu punktów pomiarowych celem zapewnienia odpowiedniej
dokładności. W praktyce, większość wycieków biogazu występuje w kilku miejscach
na stosunkowo dużej powierzchni, a wykrycie ich metodami laboratoryjnymi wymagałoby
znacznych nakładów pracy. Do łatwego i szybkiego monitorowania powstawania biogazu
w ostatnich latach zaczęto wykorzystywać technikę termowizyjną, umożliwiającą wykrywanie
niekontrolowanych wycieków biogazu do atmosfery, jako zaburzeń temperatury na powierzchni
składowiska. Technika ta polega na wykryciu obszarów ogrzewanych przez gaz składowiskowy,
powstający w wyniku przemian biochemicznych zachodzących w składowanych odpadach.
W wyniku procesu konwekcji, powstający biogaz i para wodna kierują się ku powierzchni,
ogrzewając ją. Miejsca, w których występują zakłócenia temperatury mogą być miejscami
ewentualnych wycieków gazu. Na podstawie kilku prac badawczych (prowadzonych m.in. przez
Chiarantini’ego [6], Lewis’a [8] i Żygadło [12]) nad zastosowaniem tej techniki, można stwierdzić
jej przydatność do wykrywania miejsc wycieków biogazu. Na podstawie badań formułowane są
jednak różne poglądy i sprzeczne wnioski, dotyczące skuteczności i ograniczeń przy stosowaniu tej
techniki.
5.4.1 Warunki i założenia do realizacji termowizyjnego monitoringu składowisk
Występujące na powierzchni zmiany temperatury są proporcjonalne do współczynnika
kaloryczności odpadów oraz współczynnika przewodności cieplnej składowanych warstw
odpadów [6]. Ponieważ zastosowanie techniki termowizyjnej umożliwia zlokalizowanie miejsc
wycieku biogazu w ściśle określonych warunkach, dlatego podczas badań terenowych należy
uwzględnić wpływ na wyniki pomiarów takich podstawowych czynników jak: warunki pogodowe,
warunki gruntowe, odległość kamery od źródła ciepła.
Zdjęcie cyfrowe
Koncentracja CH4 – 5,75 %
Zakłócenie temperatury 28 C
Temperatura tła 21 C
Termogram wykonany nocą. Termogram wykonany w ciągu dnia
Koncentracja CH4 – 2,37 %
Zakłócenie temperatury 20 C
Temperatura tła 16,5 C
Rys. 5. Termogram pokazujący wpływ nasłonecznienia na możliwość wykrywania
wycieków biogazu [8].
Badania A.W. Lewisa pokazują wpływ poszczególnych czynników na zdolność
wykrywania wycieków biogazu przy użyciu kamery termowizyjnej. Na rys. 5 pokazany jest
niekorzystny wpływ nasłonecznienia, które uniemożliwia wykrycie istniejącego wycieku biogazu.
Wykrycie wycieku możliwe jest dopiero podczas obserwacji prowadzonych w nocy. Dzieje się tak,
ponieważ wpływ promieniowania słonecznego zmniejsza różnicę temperatury pomiędzy gruntem
(tłem) a obserwowanym miejscem, w którym wystąpiło wydzielanie się biogazu. Ważną rolę
podczas wykonywania pomiarów temperatury odgrywa odległość pomiędzy urządzeniem
termowizyjnym a źródłem ciepła. Kamera termowizyjna wykorzystywana podczas badań,
posiadała standardową rozdzielczość dla tego typu urządzeń
24 na 18). Na podstawie prostych obliczeń opartych
(320 x 240 pikseli, pole widzenia
na rozdzielczości stwierdzono, że jeśli
termogram zostanie wykonany z odległości 100 m, to większość ewentualnych wycieków gazu na
obserwowanym obszarze posiadałaby wielkość jednego piksela. Na wykonanym z takiej odległości
termogramie, wycieki mogłyby zostać łatwo przeoczone podczas jego interpretacji. Dlatego, aby
tego uniknąć, termogramy powinny być wykonywane z odległości od 2 do 15 metrów.
5.4.2 Ogólne możliwości wykorzystania termowizji do monitoringu składowisk odpadów
Wykorzystanie termowizji na składowiskach odpadów jest nowym sposobem monitorowania
i wykrywania wycieków gazu składowiskowego. Jednakże wykrywanie zmian temperatury,
pojawiających
się
na
powierzchni składowiska
jest
utrudnione
poprzez
niekorzystne
oddziaływanie środowiska m.in. nasłonecznienia, temperatury powietrza, wiatru, które sprawiają,
że różnice temperatury mogą stać się niemożliwe do zarejestrowania kamerą termowizyjną.
Wyeliminowanie negatywnego wpływu nasłonecznienia i zbyt wysokiej temperatury powietrza
możliwe jest przez prowadzenie obserwacji w ciągu nocy lub pochmurnego dnia. Generalnie,
ważny jest sposób prowadzenia badań, tak aby możliwe było monitorowanie jak największego
obszaru, w jak najkrótszym czasie z jak największą dokładnością. Kamery termowizyjne umożliwiają prowadzenie badań przez jedną osobę, bądź zainstalowanie na samochodzie ze specjalnym
wysięgnikiem, platformie hydraulicznej lub na pokładzie samolotu. Wybór sposobu prowadzenia
badań zależy od powierzchni terenu, jego ukształtowania oraz wielkości anomalii temperaturowych występujących na powierzchni składowiska. Do wykrywania wycieków gazu
składowiskowego, charakteryzujących się niewielkimi rozmiarami oraz występującymi lokalnie,
wskazane jest prowadzenie badań w tradycyjny sposób lub ewentualnie stosując samochód bądź
platformę hydrauliczną, aby zwiększyć pole widzenia. Przy prowadzeniu monitoringu można
zastosować przenośny analizator gazu, aby dokładniej stwierdzić przyczynę zmian temperatury
tzn. czy jest ona spowodowana wydzielaniem się metanu czy też nasłonecznieniem. Wykrywanie
wycieków biogazu, za pomocą kamery termowizyjnej zainstalowanej w samolocie nie jest
skuteczne, w przypadku występowania zmian temperatury na niewielkiej powierzchni oraz
ze względu na znaczną odległość detektora od źródła ciepła. Wykorzystanie samolotu jest
skuteczne przy prowadzeniu obserwacji pożarów podpowierzchniowych, które mogą osiągać
znaczne obszary. Technika termowizyjna jest narzędziem umożliwiającym lokalizowanie anomalii
temperaturowych zarówno tych niewielkich jak i obejmujących znaczne powierzchnie,
w zależności od zastosowanego sposobu pomiarów.
6. PODSUMOWANIE I WNIOSKI
Termowizja jest nowoczesną techniką pomiarów, która znalazła zastosowanie w przemyśle,
budownictwie, inżynierii i ochronie środowiska. Do głównych zalet termowizji należy zaliczyć
bezkontaktowy
pomiar
temperatury,
umożliwiający
wykonanie
termogramów
obiektów
trudnodostępnych, jednoczesny pomiar temperatury we wszystkich punktach badanego obszaru,
krótki czas potrzebny na wykonanie termogramów oraz łatwość ich interpretacji i przetwarzania w
zależności od potrzeb. Zastosowanie termowizji w budownictwie pozwala na zlokalizowanie
miejsc, w których została niewłaściwie wykonana izolacja cieplna lub nastąpiło jej uszkodzenie.
Wykrycie mostków cieplnych pozwala na zmniejszenie kosztów przeznaczanych na energię
cieplną. Przy użyciu termowizji można dokonać oceny stanu rurociągów grzewczych (uszkodzenia
izolacji, korozja, lokalizacja nieszczelności), dokonywać kontroli urządzeń grzewczych, takich jak:
węzły cieplne, grzejniki oraz wykrywanie nieprawidłowości działania urządzeń, takich jak: pompy
i silniki elektryczne (np. nadmierne tarcie, uszkodzenie łożysk, przeciążenie), umożliwiając
wcześniejsze usunięcie uszkodzeń i nie dopuszczenie do wystąpienia poważniej-szych awarii.
Nowatorskim zastosowaniem termowizji jest wykorzystanie jej do przedstawiania rozkładu
temperatury na powierzchni biofiltrów oraz do monitoringu składowisk odpadów, w celu
wykrywania niekontrolowanych wycieków gazu składowiskowego [6], [8], [12]. Krótki czas
potrzebny na uzyskiwanie wyników, mobilność oraz łatwość prowadzenia badań należą do
ważnych zalet tej techniki. Jednak wykorzystując termowizję, należy również brać pod uwagę
utrudnienia, takie jak nasłonecznienie, temperatura powietrza, wpływ wiatru, rodzaj gruntu oraz
odległość pomiędzy detektorem a źródłem ciepła. Zlokalizowanie wycieków biogazu możliwe jest
w ściśle określonych warunkach, po wyeliminowaniu wszystkich czynników wpływających
niekorzystnie na otrzymywane wyniki. Dlatego, wykorzystywanie tej techniki wymaga przeprowadzenia jeszcze wielu badań i doświadczeń. Do największych wad termowizji należy koszt zakupu
nowoczesnej kamery termowizyjnej, której zakup rzadko opłaca się niewielkim firmom. Dlatego
ekonomiczniejsze jest korzystanie z usług zakładów, które specjalizują się w technice termowizyjnej. Firmy oszczędzają w ten sposób kosztownej inwestycji i szkoleń. Wraz z rozwojem tej
techniki może nastąpić znaczne obniżenie kosztów zakupu urządzenia, a technika termowizyjna
stanie się bardziej dostępna.
LITERATURA
[1] Balaras C.A., Arigiriou A.A. (2002). Infrared thermography for bulding diagnostics.
Energy and Buldings. 34 / 2002
[2]
Bockreis A., Jager J., Steinberg I. (1998). Infrarotmessungen auf Biofiltern,
Entsorgungspraxis
7 – 8 / 1998
[3] Bockreis A., Jager J., Steinberg I. (2003). Monitoring of single-level biofilters using infrared
measurements in order to reduce odour impacts. Proceedings of the 2nd IWA International
Conference on Odour & VOCs - Measurements, regulations and control techniques.
Singapore 2003
[4] Bockreis A., Jager J., Steinberg I. (2003). Monitoring of single level biofilters using infrared
measurements – results of investigations at different types of waste treatment plants.
Proceedings of the 4th International Conference of ORBIT Assocation on Biological
Processing of Organics: Advances for a Sustainable Society, Part II, 2003
[5] Bockreis A., Jager J., Steinberg I. (2002). Reduction of odour impacts by monitoring
of surface biofilters using infrared measurements. Proceedings of Waste 2002 - integrated
waste management and pollution control: research, policy and practice.
[6] Chiarantini L., Coppo P. (1993). Infrared monitoring system for urban solid waste landfills:
experimental activitities for biogas outflow modeling. IV International Symposium,
S. Margherita di Paula, 11-15 October 1993
[7] FLIR SYSTEM – materiały reklamowe firmy FLIR, ul. Rakowiecka 39A/3,
02 – 521 Warszawa
[8] Lewis A.W., Yuen S.T.S., Smith A.J.R. (2003). A case of study using infrared thermography
to
detect landfill gas leakage. 9th International Waste Management and Landfill
Symposium S. Margherita di Pula, Cagliari, Italy, 6 – 10 October 2003
[9] Materiały Katedry Fizyki Budowli, Uniwersytet Kasierslautern (prof. H. Heinrich),
Niemcy
[10] Rudowski G. (1978). Termowizja i jej zastosowanie. Wydawnictwo Komunikacji i Łączności.
Warszawa 1978
[11] Vavilow V., Demin V. (2002). Infrared thermpgraphic inspection of operating smokestacks.
Infrared physics & technology. 43 / 2002
[12] Żygadło M., Orzechowski T., Latosińska J. (2000). Monitorowanie przemian
biochemicznych w składowiskach odpadów techniką termowizyjną. IV Konferencja Krajowa
Termografia i Termometria w Podczerwieni. Łódź 16-18 listopada 2000 r.