božidar srša, d.i.s. 1 zagreb, 21.4 - profine-croatia.hr · vidljiva svjetlost je dio spektra...

Zagreb, 21.4.20091Božidar Srša, d.i.s.

2

INFRACRVENOM TERMOGRAFIJOMDO DIJAGNOSTIKE

KOD IZGRADNJE, ADAPTACIJE I REKONTRUKCIJE GRAĐEVINA

Božidar Srša, d.i.s. Zagreb, 21.4.2009

3

INFRACRVENA TERMOGRAFIJA

predstavlja korištenje infracrvene termovizijske kamereu cilju prikazivanja i mjerenja termalne energije

koju zrači neki objekt

4

INFRACRVENA TERMOGRAFIJA-

“DRUGI PAR OČIJU”

-

5

INFRACRVENA TERMOGRAFIJA-

“DRUGI PAR OČIJU”

-

INFRACRVENO ZRAČENJE

njegovo postojanje je dokazao 1800. g. sir Wiliam Herschel

Jožef Stefan i Ludwig Bolzmann su dokazali da je energija zračenja površine tijela razmjerna četvrtoj potenciji njegove apsolutne temperature.

Max Planck je dokazao ovisnost intenziteta zračenja o valnoj duljini i temperaturi

VIDLJIVI DIO SPEKTRA

vidljiva svjetlost je ELEKTROMAGNETSKI VAL

oko može registrirati elektromagnetske valove različitih valnih duljina

VIDLJIVA SVJETLOST je dio spektra elektromagnetskih valova koje naše oko može registrirati

svjetlost različitih valnih duljina raspoznajemo kao RAZLIČITE BOJE

VIDLJIVA SVJETLOST

10

PLANCKOVI DIJAGRAMIspektralna zračenja kod različitih temperatura prema Planck-ovom zakonu ( površina ispod krivulje = ukupna snaga zračenja pri danoj temperaturi )

KARAKTERISTIČAN TERMOGRAM

11

MEHANIZMI PRIJENOSA TOPILNE

KONDUKCIJA ili PROVOĐENJE

KONVEKCIJA ili KOMEŠANJE sa / bez promjene agregatnog stanja

RADIJACIJA ili ZRAČENJE

u području INFRACRVENOG SPEKTRA svaki objekt čija je temperatura iznad apsolutne nule

EMITIRA TOPLINU

-

npr. kocke leda emitiraju zračenje u području infracrvenog

što je viša temperatura objekta koju ono emitira to je veća količina emitiranog IC zračenja

TERMOVIZIJA nam omogućava da sagledamo:

ONO ŠTO NAŠE OČI NE MOGU VIDJETI

W = f ( ε1

T )

TOPLINSKO ZRAČENJE -

RADIJACIJA

T

–

apsolutna temp.u 0C

ε

–

emisivnost –

sposobnost emitiranja nekog tijela u odnosu na crno tijelo

TOPLINSKO ZRAČENJE

–

je funkcija: -

TEMPERATURE-

POVRŠINE OBJEKTA

- EMISIVNOSTI

U = W / m2 K

TOPLINSKI GUBITAK

U

–

KOEFICIJENT PROLAZA TOPLINE

pokazuje koliko topline u vatima (W) prođe u jednoj sekundi kroz četvorni metar nekog materijala debljine 1m, ako je temperaturna razlika ulazne i izlazne površine 1K (kelvin)

-

što je brojka manja materijal je bolji izolator

1m

1m

1m

15

Tu

Tsv1

Tsu

λ1Tu

Tsv2

Tsu

λ2

( ) A⋅−=Φ

λδϑϑ 21

IZMIJENJENI TOPLINSKI TOKkao funkcija pojedinih utjecajnih veličina

provođenje topline kroz stjenke RAZLIČITIH KOEFICIJENATA TOPLINSKE VODLJIVOSTI

λ1 > λ2

16

( ) A⋅−=Φ

λδϑϑ 21

IZMIJENJENI TOPLINSKI TOKkao funkcija pojedinih utjecajnih veličina

provođenje topline kroz stjenke RAZLIČITIH DEBLJINA

δ1 <

δ2Tu

Tsv1

Tsu

δ1

Tu

Tsv2

Tsu

δ2

17

pretvara nevidljivo, infracrveno zračenje u vidljivi prikaz

zračenje koje dolazi s površina promatranog objekta prolazi kroz sustav leća i fokusira se na detektor

optika koja se koristi u IC uređajima po obliku jednaka je onoj kod fotografskih uređaja, no različita po materijalima iz kojih je napravljena. Materijali koji se koriste za izradu leća moraju biti

propusni za IC zračenje

NAČELO RADA TERMOGRAFSKOG SUSTAVA

TERMOGRAFSKI SUSTAV

18

NAČELO RADA TERMOGRAFSKOG SUSTAVA

19

djelovi svih termovizijskih kamera su:

·

optička leća (nije staklena)·

sustav za razlučivanje slike

·

detektor infracrvenog zračenja (poluvodički)·

elektroničko pojačalo

osnovni parametri kamere su:

· područje mjerenja temperature· razlučivost temperaturnih razlika·

prostorna razlučivost

· točnost·

brzina skeniranja

INFRACRVENE KAMERE

20

INFRACRVENE KAMERE

21

ANALIZA TERMOGRAFSKOG SNIMKA OBJEKTA

22

IZVJEŠTAJI TERMOGRAFSKOG SNIMKA OBJEKTA

23

medicina

veterina

strojarstvo

elektrotehnika

očuvanje kulturne baštine

ZGRADARSTVO

24

PODRUČJA KORIŠTENJA IC TERMOGRAFIJE

25

detekcija vlage i pukotina na ravnim krovovimadetekcija pukotina / zrak /prisutnost vlage u građevinikontrola i otkrivanje cijevi i vodova -

podno grijanje

toplinski gubici, toplinski mostovi

pribavlja vrijedne informacije kod renoviranja građevnog objektakontrola kod izgradnje, rekonstrukcija i “popravaka”

KORIŠTENJE IC TERMOGRAFIJE U GRAĐEVINARSTVU / ZGRADARSTVU

26

LOŠA IZOLACIJA TOPLINSKI MOSTOVI

…kao kvalitativna metoda:

KORIŠTENJE IC TERMOGRAFIJE U GRAĐEVINARSTVU / ZGRADARSTVU

27

KORIŠTENJE IC TERMOGRAFIJE U GRAĐEVINARSTVU / ZGRADARSTVU

LOŠA IZOLACIJA TOPLINSKI MOSTOVI

28

LOŠA IZOLACIJA TOPLINSKI MOSTOVI

KORIŠTENJE IC TERMOGRAFIJE U GRAĐEVINARSTVU / ZGRADARSTVU

29

TOPLINSKI MOSTOVI

30

TOPLINSKI MOSTOVI

31

LOŠE BRTVLJENJE

32

VLAGA

33

PRIJE I NAKON REKONSTRUKCIJE

34

KONTROLA INSTALACIJA PODNOG GRIJANJA

DETEKCIJA PROPUŠTANJA

35

UTVRĐIVANJE STRUKTURE ZIDA ISPOD SLOJA ŽBUKE

SP01

Crkva sv. Jurja, Mateško Selo

36

TEMPERATURNO “PONAŠANJE”

PROTUPOŽARNIH VRATA

1500 0C

37

… te kao kvantitativna metoda:

38

PRIJE REKONSTRUKCIJE POSLIJE REKONSTRUKCIJE

ENEGRETSKA UČINKOVITOST?!

39

ENERGETSKA UČINKOVITOSTje zbroj isplaniranih i provedenih mjera s ciljem korištenja

MINIMALNO MOGUĆE KOLIČINE ENERGIJE, a da razina udobnosti i stopa proizvodnje ostanu sačuvane

40

Uspješna

toplinska

zaštita

koju

nudi

dvostruko

ili

trostruko ostakljenje

prozora

zasniva

se na:

zatvorenom zračnom jastuku između stakala

na kvalitetnim prozorima je taj međuprostor ispunjen nekim inertnim plinom

unatoč

tomu najbolji suvremeni prozori s trostrukim staklom i dodatnim naparenim slojem za propuštanje ili reflektiranje infracrvenog (toplinskog) zračenja imaju koeficijent prolaza topline od U = 0,4 -

0,8 W/m2K

kvalitetnje izoliran vanjski zid danas relativno lako dostiže vrijednost odU = 0,3 -

0,4 W/m2K

41

Jednostruko ostakljenje 5,6 -1,0°C

Dvostruko izo-staklo 2,9 - 3,1 + 8,4°C

Trostruko izo-staklo 2,1 + 12,1°C

NominalnaU-vrijednost(W/m2K)

Temperatura unutrašnje površine stakla

42

Termografski presjek sistema prozora

43

ENERGETSKE POTREBE

44

ENERGETSKE POTREBE

RH

45

Udjeli sektora i podsektora opće potrošnje u neposrednoj POTROŠNJI ENERGIJE U 2005.

g.

Prema podacima iz godišnjeg izvješća Ministarstva gospodarstva, rada i poduzetništva

46

11%

15%

62%GRIJANJE

PTV

RASVJETA +UREĐAJI +KLIMATIZACIJA

KUHANJE 12%

Struktura POTROŠNJE ENERGIJE u kućanstvima u Hrvatskoj

47

ENERGIJSKI BROJ

48

49

Prema planu energetskog razvoja RH do 2010. godine:

tekuća goriva (do 42 %)

zemni plin (do 32 %)

snaga vode i ugljena (do 24 %)

Očekuje se da će udio obnovljivih izvora 2010.

g. porasti za 5,0 %

ENERGETSKI IZVORI RH

50

Direktiva 89/106/EEC o usklađivanju zakonskih i upravnih propisa država članica o građevnim proizvodima /Council Directive 89/106/EEC of 21 December 1988 on the approximation of laws, regulations and administrative provisions of the Member States relating to construction products (Official Journal L40/12of1989-02-11)

Direktiva 93/76/EEC o ograničavanju emisija ugljikovog dioksida kroz povećanje energetske efikasnosti / Council Directive 93/76/EEC of 13 September 1993 to limit carbon dioxide emissions by improving energy efficiency (SAVE) (Official Journal L 237 , 22/09/1993)

Direktiva 2002/91/EC o energetskim karakteristikama zgrada /

Directive 2002/91/EC of the European Parliament and of the Council of 16

December 2002 on

the energy performance of buildings (Official Journal L 001, 04/01/2003).

Za sektor zgradarstva bitne su 3 EU DIREKTIVEkoje se odnose na područje toplinske zaštite, uštede energije i zaštite okoliša:

Direktive, smjernice, preporuke, normativni akti

51

Direktiva 2002/91/EC

-

s energetskog aspekta zgrada se promatra kao

ENERGETSKA CJELINA

obuhvaća: energetske karakteristike građevinske konstrukcije i elemenata

svu instaliranu energetsku opremu unutar zgrade (sustav za grijanje, pripremu tople vode, rasvjetu, hlađenje, prozračivanje)

direktivom nije obuhvaćena neinstalirana oprema unutar zgrade (npr. kućanski uređaji, uredska oprema, samostojeća rasvjetna tijela i dr.)

Direktiva utvrđuje pet bitnih elemenata:

·

zajednička metodologija za proračun energetskih karakteristika zgrada·

primjena minimalnih zahtjeva energetske efikasnosti za nove zgrade

·

primjena minimalnih zahtjeva energetske efikasnosti za postojeće zgrade-

prilikom većih rekonstrukcija (korisne površine iznad 1000 m2)

·

energetska certifikacija (energetska iskaznica) zgrada·

redovite inspekcija kotlova i sustava za kondicioniranje zraka u zgradama

52

Sve zgrade koje se grade, prodaju ili iznajmljuju bit će certificirane

i takvi ENERGETSKI CERTIFIKATI

s podacima o godišnjoj potrošnji

ENERGIJE zgrade bit će dani na uvid svim zainteresiranim strankama.

53

Bitan čimbenik u ostvarivanju energetske uštede u zgradarstvu je implementacija energetskih iskaznica, odnosno energetskih certifikata zgrade:

•

Danska -

godišnje izdaje od 45.000 do 50.000 energetskih iskaznica za manje stambene objekte kao i za stanove•

Gornja Austrija -

od 1993. do 2000. izdano 25.000 energetskih iskaznica za

zgrade s time da su kriteriji za potrebnu godišnju toplinu od 75 kWh/m2, a iz 1993. postroženi i u 2001. su 50 kWh/m2, a očekuje se da će uskoro biti samo 15 kWh/m2•

Njemačka - od 1994. za svaku novosagrađenu zgradu izdaje energetsku

iskaznicu•

Slovenija -

izdano je 70-tak energetskih iskaznica i radi se na uspostavi

sustava ovlaštenih stručnjaka za izdavanje tih iskaznica

Primjera radi, u nastavku su dane energetske iskaznice zgrada izdane u nekim državama EU:

54

SLOVENIJA

55

56

DANSKA

57

AUSTRIJA - Gornja

AUSTRIJA - Donja

58

NJEMAČKA

59

ČEŠKA

60

Hrvatska

61

Hrvatska

62

Hrvatska

63

Hrvatska

64

IC Termografija / Termovizija / u RH

• HUICT -

hrvatska udruga infracrvene termografije-

implementacija IC Termografije u normativne akte RH

• FSB Zagreb –

izobrazba ovlaštenih i licenciranih termografista –

I stupanj

• STSI

• Institut “Hrvoje Požar”

• Brodarski institut Zagreb

• Pojedine tvrtke u okviru vlastite djelatnosti ili kao uslužna djelatnost

65

Da bi se u RH ostvarila planirana ušteda energije kroz racionalnu potrošnju energije u zgradarstvu, u postupku je implementacija Direktive 2002/91/EU.

Smanjenjem potrošnje energije u zgradarstvu omogućit će se izvršavanje obveza RH, koje slijede iz ratifikacije Kyoto protokola, po pitanju smanjenja emisije stakleničnih plinova.

Bitan čimbenik u provedbi Direktive 2002/91/EU su energetske iskaznice zgrada, koje moraju izdavati nezavisni, odnosno nepristrani stručnjaci.

Pri tome preporuča se uporaba IC termografije kao objektivne i brze metode utvrđivanja gubitaka topline u zgradarstvu, kako za novo sagrađene objekte, tako i objekte koji se trebaju rekonstruirati, odnosno za sve objekte kojima se izdaje energetska iskaznica.

… i umjesto zaključka…

66

Pogledajte svijet oko sebe drugim očima

Hvala na pažnji.

67

Popis literature[1] ALTENER Projects; http://ec.europa.eu/energy/intelligent/projects/altener_en.htm[2] SAVE Projects; http://ec.europa.eu/energy/intelligent/projects/save_en.htm[3] Energy Efficiency Through Insulation: The Impact on Global Climate Change, North AmericanInsulation Manufacturers Association, Geneva, 1996.[4] DIRECTIVE 2002/91/EU; http://www2.env.uea.ac.uk/gmmc/energy/energy_pdfs/

EU_buildings_directive.pdf[5] DIRECTIVE SAVE 93/76/EEC; http://www.managenergy.net/products/R532.htm[6] Kolega V., ENERGIJA 54(2), „Energetski audit zgrada javne namjene –

načini prikupljanja podataka“, Zagreb, 2005.[7] Zakon o energiji (NN 68/2001, 177/2004), Zakon o fondu za zaštitu okoliša i energetsku učinkovitost (NN 107/2003), Zakon o gradnji (N.N. 175/03 i 100/04), Tehnički propis o uštedi energije i toplinskoj zaštiti kod zgrada (NN 79/05)[8] Duić

N., Juretić

F., Zeljko M., Bogdan Ž., Kyoto protocol objectives in Croatia energy planning,

http://powerlab.fsb.hr/neven/papers/madeira2000croatia.pdf , 2000.[9] Green and Competitive -

The Energy, Environmental, and Economic Benefits of Fiber Glass

andMineral Wool Insulation Products, Energy Conservation Management, Inc., Alliance to SaveEnergy, Barakat & Chamberlin, Inc., http://www.naima.org/updates/green.html ,

1966.[10] David H., The insulation industry, its contribution to combat climate change,

http://www.eurima.org/downloads/Belgian Presidency of the Council of the EU.pdf , 2001.[11] OPET Slovenija –

ZRMK TIG, Ljubljana, Nov. 19, 2001.[12] The First National Communication of The Republic of Croatia

to the United Nations Framework Convention On Climate Change (UNFCCC), Ministry of Environmental

Protection and Physical Planning, Republic of Croatia, 2001, http://unfccc.int/resource/docs/natc/cronc1.pdf , 2001.[13] Željka Hrs

Borković, dipl.ing.arh., Mirela Suša, dipl.ing.str., „Primjena IC termografije u zgradarstvu“, http://www.huict.hr/images/pictures/impl_doc_1_14.pdf