Энергосбережение в зданиях: тепловизионный контроль и теплотехнические измерения

 Для предприятий и даже государств, которые стремятся успешно работать и развиваться, энергосбережение и энергоэффективность – основа в экономической политике. В европейских странах политика экономии энергоресурсов реализуется уже давно и пути ее достижения определены на законодательном уровне. В Беларуси же эта тенденция только начинается. Например, в апреле минувшего, 2012 г. Государственным комитетом по стандартизации Республики Беларусь была утверждена «Программа развития системы технического нормирования, стандартизации и подтверждения соответствия в области энергосбережения на 2011-2015 годы». В главе 5 раздела «Строительство» в ней содержатся 29 новых технических нормативных правовых актов (ТНПА) в области энергосбережения путем гармонизации с европейскими требованиями.

В настоящее время в республике объемы строительства возрастают, одновременно повышаются требования к качеству и комфортности построенных объектов, применяются новые архитектурно-планировочные решения, осваиваются новые нетрадиционные строительные материалы и т.д. В связи с этим процесс контроля качества строительно-монтажных работ является дорогостоящим и трудоемким и очень часто не выполняется в полном объеме и с должным качеством. На этом этапе возникает непростая проблема.

Одним из современных и перспективных способов ее решения являются неразрушающий контроль и техническая диагностика зданий и сооружений, к которым в свою очередь относятся тепловизиоиный контроль и теплотехнические измерения. Они дают наиболее полную и достоверную информацию о качестве выполненных строительно-монтажных работ и текущем состоянии конструкций. Однако методики проведения таких  исследований в Республике Беларусь, за редким исключением, практически не разрабатываются, а применяются стандарты, разработанные еще в 70-х и начале 80-х годов прошлого столетия. В значительной степени это объясняется отсутствием законодательной базы  контроля, разбросом задач обследований, применяемых средств измерений, методов обработки и оценки результатов. Зачастую это не позволяет объективно сравнить результаты контроля, полученные разными исполнителями.

На нынешний день мониторингом производственной среды, электрооборудования и теплотехнического состояния зданий и сооружений в Беларуси в том или ином объеме занимаются различные организации и даже индивидуальные предприниматели, большинство из которых не имеют соответствующего образования и юридического права на проведение этих работ. В результате такого подхода можно получить недостоверные результаты их работы, противоречащие истинному положению дел. Выполненные разными организациями и специалистами отчеты и заключения по диагностике зданий имеют неоднородный характер, как по содержанию, так и по форме. Многообразие объемно-планировочных и конструктивных решений, видов строительных материалов и условий эксплуатации зданий различного профиля требует от проводящих специалистов постоянного повышения своей квалификации. Ее уровень должен соответствовать требованиям СТБ EN 473-2011 «Квалификация и сертификация персонала в области неразрушающего контроля. Общие требования». Если учесть, что наша система образования не проводит обучение студентов современным приемам и методам оценки тепловизионного контроля, то проблема «интеллектуального голода» еще не скоро потеряет свою актуальность.

Однако, несмотря на подобные сложности, находятся инициативные организации, которые стараются осуществлять тепловизионный контроль и теплотехнические измерения на достаточно высоком уровне.

Критерием схожести результатов таких организаций может быть только система менеджмента качества, разработанная на основании одних и тех же требований и подходов. Для испытательных лабораторий они определены в государственном стандарте Республики Беларусь СТБ ИСО/МЭК 17025-2007 «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий», а процедура проведения аккредитации приведена в техническом кодексе установившейся практики ТКП 50.10-2011 (03220) «Национальная система аккредитации Республики Беларусь. Порядок аккредитации».

Только компетентные и аккредитованные в Республике Беларусь специализированные организации должны осуществлять тепловизионный контроль и теплотехнические измерения зданий и промышленных сооружений. Проведение аккредитации таких лабораторий является сложным процедурным испытанием, которое способны осуществить и выдержать только независимые, технически хорошо оснащенные и компетентные организации. Период их аккредитации занимает от 80 до 130 дней. В ходе последующей производственной деятельности действующие лаборатории подвергаются систематическому контролю со стороны национального органа по аккредитации. Лаборатории, прошедшие этот путь, понимают всю важность проводимых ими работ и степень ответственности, поэтому они прилагают все усилия для недопустимости правонарушений и неверной трактовки результатов контроля. 

Энергетическая оценка зданий и сооружений – это трудоемкий и многолетний процесс накопления данных о фактическом состоянии объектов и динамики его изменения. При выборе исполнителя работ администрация заказчика должна учитывать это и выбирать исполнителей не по принципу «кто дешевле», а тех, кто сможет предоставить наиболее полный спектр качественных услуг и гарантировать обслуживание в последующие периоды сотрудничества.

Наиболее полным, достоверным, оперативным и наглядным способом оценки не только качества состояния ограждающих конструкций и электрооборудования, но и качества их монтажа является комплекс работ по тепловизионному контролю и теплотехническим измерениям конструкций. Комплекс этих работ позволит выявлять:

- количество общих и частичных теплопотерь;

- скрытые дефекты строительства;

- места нарушения теплозащиты конструкции и

причины их возникновения (проектные ошибки,

ошибки технологии изготовления, транспортировки,

эксплуатации строительных материалов);

- определить теплотехнические характеристики зданий;

- установить качество монтажа и степень аварийности

электрооборудования зданий.

При этом следует заметить, что недостаточно приобрести пусть даже  самый дорогой тепловизор (или термограф) и оценивать состояние конструкций и электрооборудования, еще и выдавать заключения с рекомендациями. Во-первых, это будет незаконно, а во-вторых –непрофессионально, что в итоге может привести к неверному толкованию результатов контроля.

 Тепловизионный контроль в строительстве можно условно разделить на четыре этапа:

1. тепловизионное обследование или качественная оценка

тепловых аномалий строительных конструкций;

2. измерение температурных полей поверхностей строительных

конструкций тепловизионным способом или количественная

оценка тепловых аномалий строительных конструкции;

3. тепловизионный контроль электрооборудования;

4. анализ и выдача заключения.

Как правило, по результатам тепловизионного обследования требуется дальнейшее проведение теплотехнических измерений строительных конструкций, к которым относятся: измерения плотности тепловых потоков, проходящих через ограждающую конструкцию; определение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции; ее теплоустойчивости; испытание ограждающих конструкций на воздухо- и паропроницание.

При качественной оценке тепловых аномалий для улучшения их выявления могут применяться методы активного или пассивного контроля. Метод активного контроля заключается в применении дополнительных источников энергии для создания избыточного или пониженного давления, повышенного или пониженного температурно-влажностного режима объекта или окружающей среды и прослеживанием динамики развития тепловых аномалий при изменении этих режимов.

Тепловизионное обследование ограждающих конструкций должно включать в себя следующие стадии:

- прохождение инструктажей по технике безопасности и

производственной санитарии;

- изучение заявки заказчика и проектной строительной

документации на объект;

- выезд, рекогносцировка на местности и составление

ситуационного плана;

- визуальный осмотр состояния ограждающих конструкций и

архитектурно-планировочных решений объекта и прилегающей

к нему территории;

- оценка предшествующих периодов по температурно-

влажностному режиму объекта и климатическим параметрам

окружающей среды, а также времени с момента его последней

инсоляции;

- разработка технологических карт тепловизионного контроля;

- выбор метода тепловизионного контроля (пассивный или

активный);

- выбор ракурса осмотра точек контроля на местности и

периода измерений;

- выбор средств измерений и вспомогательного оборудования;

- инструментальные измерения параметров окружающей среды,

асстояний, углов наблюдения с регистрацией данных в рабочие

журналы;

- калибровка и настройка тепловизора при помощи

дополнительных средств измерений;

- наружная обзорная тепловизионная съемка объекта, наружная

предварительная тепловизионная съемка участков объекта,

фотографирование;

- определение аномальных зон, базовых участков;

- обзорная тепловизионная съемка участков внутри объекта по

результатам выбора, фотографирование.

При количественной оценке тепловых аномалий применяется только стационарный метод тепловизионного контроля, т.е. когда ограждающая конструкция продолжительное время находится в достаточно постоянных условиях окружающей среды.

Следующие стадии должно включать в себя измерение температурных полей ограждающих конструкций тепловизионным способом. Данный метод включает  в себя:

- выбор мест контроля аномальных зон, базовых участков

снаружи и внутри объекта по результатам тепловизионного

обследования;

- оценка несвойственных для данного объекта помех

проведению тепловизионного контроля и по возможности их

устранение;

- выбор реперных точек контроля на поверхности ограждающей

конструкции снаружи и внутри помещений и фиксация мест их

размещения на поверхности;

- установка различных средств измерений, их датчиков и

приспособлений;

- инструментальные измерения параметров окружающей среды

(снаружи и внутри в местах проведения контроля), расстояний,

углов наблюдения с регистрацией данных в рабочие журналы;

- калибровка тепловизора при помощи дополнительных средств

измерений и его настройка в каждом месте контроля снаружи и

внутри объекта;

- проведение детальной окончательной тепловизионной съемки

поверхностей в выбранных местах контроля,

фотографирование;

- составление акта тепловизионного обследования объекта с

подписью уполномоченных лиц от заказчика (при

необходимости подрядчиков и субподрядчиков).

 

Тепловизионный контроль электрооборудования зданий и сооружений проводится с целью определения степени их электро- и пожаробезопасности и состоит из следующих стадий:

- прохождение инструктажей по технике безопасности и

производственной санитарии;

-  изучение заявки заказчика, паспортных данных и проектной

документации по электрооборудованию на объект;

- выезд на объект контроля и изучение мест размещения

электрооборудования и распределительных устройств;

- выбор ракурса осмотра точек контроля на местах контроля и

периода измерений;

- выбор средств измерений и вспомогательного оборудования;

- выбор средств защиты от поражения электрическим током;

- визуальный осмотр состояния электрооборудования и

распределительных устройств;

- инструментальные измерения параметров окружающей среды

(в местах проведения контроля), расстояний, углов наблюдения

с регистрацией данных в рабочие журналы;

- инструментальные измерения токов нагрузки

электрооборудования и распределительных устройств с

регистрацией данных в рабочие журналы;

- калибровка тепловизора при помощи дополнительных средств

измерений и его настройка в каждом месте контроля;

- проведение детальной окончательной тепловизионной съемки

поверхностей электрооборудования и распределительных

устройств в выбранных местах контроля, их фотографирование.

Анализ и выдача заключения является завершающей стадией тепловизионного контроля, которая проводится в помещениях лаборатории исполнителя и должна включать следующие действия:

- регистрация сведений об объекте контроля во всех

причастных учетно-отчетных формах лаборатории

исполнителя;

- изучение и анализ полученных термограмм;

- применение лицензионного программного обеспечения для

нанесения инструментов оценки температурных полей;

- построение изотерм, графиков и гистограмм;

- проведение расчетов и вычислений;

- сопоставление полученных данных с действующими

нормативами;

- составление технического отчета (протокола измерений);

- выдача заключения с рекомендациями;

- определение конечной стоимости услуг, составление договора,

информирование заказчика о результатах проведения

тепловизионного контроля.

Действующие нормативы Республики Беларусь по строительной теплотехнике ограждающих конструкций регламентируются ТКП 45-2.04-43-2006 (02250) «Строительная теплотехника» и строительными нормами СНБ 4.02.01-03 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха». Требования к тепловой изоляции ограждающих конструкций определены в ТКП 45-3.02-113-2009 (02250) «Тепловая изоляция наружных ограждающих конструкций зданий и сооружений. Строительные нормы проектирования».

Периодичность тепловизионного контроля ограждающих конструкций зданий и сооружений в Республике Беларусь не регламентируется, но может проводиться на различных стадиях строительства и эксплуатации:

- при сдаче объекта строительства в эксплуатацию

государственным комиссиям;

- при улаживании споров между подрядчиками,

субподрядчиками и заказчиками;

- во время строительства для контроля исполнения монтажных

работ и текущего контроля;

- во время эксплуатации зданий и сооружений;

- до и после проведения капитальных ремонтов;

- при оценке стоимости недвижимости для расчета стоимостей

конструкций и их энергоэффективности;

- при составлении энергетического паспорта здания (ТКП 45-

2.04-196-2010 (02250) «Тепловая защита зданий.

Теплоэнергетические характеристики. Правила определения»).

Периодичность проведения тепловизионного контроля электрооборудования и нормативы регламентируются ТКП 181-2009 (02230) «Правила технической эксплуатации электроустановок». Его целесообразно проводить, когда все потребители электрической энергии установлены и работают в эксплуатационном режиме.

Теплотехнические измерения ограждающих конструкций целесообразно проводить в натурных условиях эксплуатации, когда здания и сооружения уже подвергались воздействию температурно-влажностного режима не менее одного летнего и одного зимнего периода эксплуатации. Можно также осуществлять контроль на стадии сдачи объекта по требованию приемочной комиссии в случае несогласованных отступлений от проекта, при отсутствии необходимой технической документации, допущенного при строительстве брака.

Подводя итог, можно сделать следующие выводы. Во-первых, тепловизионный контроль и теплотехнические измерения в Республике Беларусь – перспективные и необходимые методы контроля и диагностики зданий в целях энергосбережения. Однако, пока отсутствует законодательный регламент их проведения, а методики уже устарели. При осуществлении контроля должен практиковаться комплексный подход и применяться современные методики измерений.

Во-вторых, проведение обследований зданий должно осуществляться аккредитованными лабораториями с аттестованными специалистами. Квалификация специалистов и компетентность организаций должны соответствовать выполняемым работам и постоянно повышаться.

В-третьих, средства измерений для каждого вида исследований должны быть профессиональными и отвечать требованиям применяемых методик, а также постоянно проходить процедуры государственной поверки или калибровки.

Но главный вывод заключается в том, что комплекс работ по тепловизионному контролю и теплотехническим измерениям – процесс трудоемкий.  А качественное его проведение во многом зависит от степени готовности не только исполнителей, но и заказчиков.

 

Сергей Недвецкий,

начальник лаборатории производственных измерений

и неразрушающего контроля

НП ООО «Центр поверки, калибровки

и сервиса средств измерений «Калиброн»

 

Материал подготовлен на основе доклада на V международной конференции «Энергоэффективное строительство в Республике Беларусь: современные технологии энергосбережения». г.Минск, 2013 г.