Termografické snímkování - Vsetín

Transkript

1 Termografické snímkování - Vsetín Výsledky termografického měření jsou žádaným podkladem pro sledování tepelných ztrát s důrazem na odhalení problematických míst sledovaných objektů. Ať už jde o samotné tepelné rozvody nebo vytápěné budovy. Předcházení ztrátám energie nesprávným zateplením nebo havarijním stavem tepelné izolace je prioritou majitelů objektů i celé společnosti. Termografie - metoda bezkontaktního měření povrchové teploty sledovaného objektu. Detektor termografické kamery měří objektem vyzařovanou elektromagnetickou radiaci v infračervené oblasti spektra. Číselně lze toto pásmo vyjádřit v rozmezí vlnových délek λ = 0,75 μm až 1 mm. Skutečnost, že záření přímo závisí na povrchové teplotě objektu (popisuje to Planckův vyzařovací zákon, Wienův posunovací zákon, Stefan-Boltzmanův zákon), umožňuje kameře tuto teplotu vypočítat a zobrazit. Radiaci detekovanou kamerou ovlivňuje mimo jiné emisivita tělesa, radiace odražená od sledovaného objektu, která vznikla v okolním prostředí a pohlcování radiace při průchodu atmosférou. Termografické snímkování vyžaduje poměrně přísné nároky na pořizovací povětrnostní podmínky. Negativně působí mraky a jejich stíny, vítr nad 3 m/s, vysoká půdní vlhkost, v některých aplikacích působí negativně vegetace nebo přímé sluneční záření. Optimální termín pro termografické snímání pro většinu aplikací jsou podzimní, zimní a jarní "chladné" měsíce. Termografické snímání je vhodné provádět před úsvitem a bez sněhové pokrývky. Tyto podmínky výrazným způsobem limitují použití metody termografického snímkování. Počet vhodných dní pro snímkování se velmi zužuje. Kromě nutnosti dodržet výše specifikované povětrnostní podmínky je pro zachycení požadovaného území nutno využívat moderních technických prostředků. Pro snímkovací mise využíváme letadla opatřená výřezem v trupu. Z důvodů úzkého úhlu záběru kamery a minimalizace vlivu turbulence na zachycený terén je termografická kamera v letadle umístěna v gyroskopickém závěsu. Gyroskopický závěs vyrovnává negativní vlivy letu a udržuje osu kamery ve svislé poloze (kolmo k zemi). Vlivem větru se snímkový letoun nepohybuje vždy rovnoběžně s osou letu, dochází ke snosu letadla až 15 stupňů. K odstranění nepříznivého vlivu snosu na výsledek snímkování je potřeba provádět kompenzaci. Na kompenzaci snosu spolupracují navigační zařízení, AEROcontrol a gyroskopický závěs. Přesná GPS navigace nám umožňuje snímkovat po předem plánované trase. Záznam dat o prostorové poloze a úhlech natočení senzoru slouží k následnému georeferencování (umístění do souřadného systému) termografických záznamů. Zpracování termografických záznamů Zdrojová termografická data uložená ve formátech IMG nebo FFF je nutné připravit k interpretaci. Pro zpracování jednotlivých termografických snímků se zadává 5 parametrů: Emisivita, odražená teplota, atmosférická teplota, relativní vlhkost a vzdálenost snímače od objektu. Přičemž podstatnou roli hraje odražená teplota (závisí na oblačnosti) a emisivita objektu (závisí na materiálu sledovaného objektu). Představuje to volbu vhodného rozsahu stupnice teplot a výstupní barevné škály (IRON, RAIN, GRAY ). Obr. č.1: Termografické snímky v barevné škále IRON, RAIN, GRAY

2 Tvorba termomapy Termografické záznamy je možno prezentovat stejně jako jiné mapové polohopisné podklady. Podobně jako u leteckých měřických snímků, také fotogrammetrickým zpracováním termografických snímků vyrobíme termografickou ortofotomapu termomapu. Termografické snímky dostanou konkrétní souřadnice a tím získáváme možnost prezentace v měřítku, měření vzdáleností a ploch. Prezentace společně s dalšími mapovými podklady je možná jak v tištěné formě, tak v různých sw platformách (CAD, GIS ). Podkreslení mapovým podkladem nebo ortofotomapou zlepšuje orientaci v termografickém záznamu. Interpretace termografických záznamů Z výše uvedeného vyplývá: Problematika termografie je příliš náročná aby se dalo od stolu nebo od počítače jednoznačně interpretovat termomapu. Je potřeba mít na paměti, že termomapa je pouze špička ledovce a k dokonalé analýze je potřeba studovat zdrojové termografické záznamy a disponovat dokonalou znalostí prostředí. Pokud vycházíme z předpokladu, že během snímkovacího letu byly všechny ostatní parametry konstantní, pak největší zřetel musíme brát na emisivitu materiálů. Změna barvy na termovizní mapě může znamenat rozdíl teploty nebo změnu materiálu. V následujících ukázkách je použitá termomapa ve škále IRON. (Teplotu prezentuje barevná škála černá-modrá-fialová-červená-žlutá-bílá jako u zahřívajícího se železa.) Pomocí aplikace PixoView můžeme kombinovat mapové podklady a šikmé letecké snímky. V rozích obrázků vidíte šikmé pohledy směrem na sever, jih, východ a západ. Stupnice pro barevnou škálu IRON Stupnice znázorňuje rozsah barev v termografické škále IRON. Stupnice pomáhá při nalezení míst největších teplotních anomálií. Pro pokročilejší a správnou interpretaci je potřeba navíc znát i materiál střechy a objekt analyzovat v kontextu jeho okolí. Pro první pochopení slouží následujících 14 typických ukázek vybraných z našeho města. Marcel Janoš, ARGUS GEO SYSTÉM, s.r.o. Michal Sýkora, GEODIS BRNO, spol. s r.o.

3 Ukázka č. 1 Na termomapě vidíme tři světlíky na jedné budově. Jeden z nich zřejmě vykazuje daleko větší tepelné ztráty. Situace může být zapříčiněna rekonstrukcí dvou světlíků a jejich lepší tepelnou izolací. Příčina však může být i daleko jednodušší - třetina budovy vytápěná, další část nevytápěná. Také zde je potřeba znalost prostředí.

4 Ukázka č. 2 Termografické snímkování se velmi často užívá ke sledování skládek různých materiálů. Vlivem okolností dochází k tepelným procesům uvnitř skládky. Může dojít k záparům i samovznícení uskladněného materiálu. Častá situace na skládkách komunálního odpadu a uhelných haldách. V tomto případě se pravděpodobně jednalo o čerstvě navezený materiál.

5 Ukázka č. 3 Na obrázku vidíme teplotní stopu podzemního horkovodu nebo teplovodu. Zvýrazněno je místo tzv. kompenzátoru, který jak je patrno již z názvu slouží ke kompenzaci tepelné roztažnosti potrubí. Zdá se, že parkoviště je v topné sezóně vyhřívané.

6 Ukázka č. 4 Objekt pravděpodobně budovy kotelny pro nemocnici se při porovnání a náhledu na celou lokalitu projevuje výraznými barevnými anomáliemi. Místo, které nejvíc narušuje vzhled budovy výrazně jinou barvou je právě v místech okolo trubek (rour) přibližně v polovině objektu. Pravděpodobně v těchto místech vyzařujeme kotelna do okolí největší množství tepla.

7 Ukázka č. 5 Také v prostorách nemocnice je potřeba rozvést teplo od kotelny k jednotlivým budovám. Krásně jsou na termografickém snímku viditelné také další podzemního vedení. Porovnáním vzhledu linie vedení v celém svém průběhu, můžeme velmi snadno identifikovat nejproblematičtější místa. Právě proto se zdá, že v naznačeném místě se pod povrchem kumuluje nejvíce tepla.

8 Ukázka č. 6 Na termografickém záznamu můžeme sledovat vtok studenějšího proudu Jasenice do Vsetínské Bečvy. Těsně před soutokem dochází ke kumulaci teplejší vody v korytu Vsetínské Bečvy, což se projevuje barevnou změnou v jinak v poměrně jednotné barvě vodního toku.

9 Ukázka č. 7 V šachtách teplovodů a horkovodů dochází z principu jejich konstrukce a velké kumulace technologických prvků k hromadění tepla. Označené místo v zimě jistě zůstává bezpečně sjízdné.

10 Ukázka č. 8 Termografický záznam zachycuje 6 řadových rodinných domků. Na střeše každého domu je znatelný teplejší komín. Bez znalostí materiálů jednotlivých střešních krytin není možné na sto procent vyhodnotit stav zateplení střech. Pozornost by se měla v první řadě soustředit především na dva jinak zbarvené objekty. Na klasickém leteckém snímku identifikujeme obdobný druh krytiny v celé řadové zástavbě. Naopak na termografickém snímku vykazují tyto objekty rozdíly, které lze označit za důvod dalšího zkoumání přímo na místě.

11 Ukázka č. 9 Termografický záznam zachycuje 7 a 6 řadových rodinných domků. Komínová tělesa jsou umístěna pravděpodobně vždy na jižní nosné stěně každého z domů. Bez znalostí materiálů jednotlivých střešních krytin není možné na sto procent vyhodnotit stav zateplení střech, avšak stálo by za pozornost

12 Ukázka č. 10 Termografický záznam zachycuje tři budovy z nichž prostřední je opatřena valbovou střechou. Na sousedních budovách jsou vidět výtahové šachty a vyústění stupaček. První odhad interpretace termografického záznamu napovídá, že postavení střechy nad budovy byl správným krokem k snížení úniku tepla střechou. Nová střecha působí kompaktnějším dojmem bez výrazných barevnostních teplotních anomálií jak tomu je u krajních objektů.

13 Ukázka č. 11 Zajímavá ukázka vyhřívaného parkoviště na střeše nízké stavby. Opět příklad hodný bližšího prozkoumání.

14 Ukázka č. 12 Na šikmém leteckém snímku je jasně viditelný průběh hřebene budovy. Pozice světlejšího místa na termografickém snímku s největší pravděpodobností označuje také konkrétní místo významných tepelných a tím pádem ekonomických ztrát právě na hřebenu zkoumaného objektu.

15 Ukázka č. 13 Při pohledu na termografický záznam nás zaujme světlý pruh lemující část budovy. Může se jednat o jiný materiál použitý na zastřešení balkónů nebo vytápěné a nedostatečně izolované balkóny. Opět potvrzení nutnosti dokonalých znalostí sledovaného objektu.

16 Ukázka č. 14 Při pohledu na střešní plášť dlouhé budovy vidíme jeho rozdělení na dvě části. Jedna z nich je pravděpodobně opatřena střešní krytinou s odlišným povrchem. Na rozhraní dvou částí střechy se nachází evidentně světlejší místo. Příčin může být opět několik. Všechny výše uvedené příklady jsou připraveny jen na základě dostupných informací. K vyslovení konkrétnějších závěrů je potřeba hlubší znalosti problematiky termografie, dokonalá znalost prostředí a materiálů posuzovaných objektů.