1

Primjena IC termografije u energetskim

pregledima i energetska certifikacija zgrada

Dr.sc. Lovre Krstulović-Opara, red. prof.

- ovlašteni termografista ITC level 2

- ovlašteni energetski certifikator (modul 2)

Katedra za konstrukcije

Fakultet elektrotehnike strojarstva i brodogradnje

Sveučilište u Splitu

www.fesb.hr/kk

Povijest termografije

2

Sir William Herschel (1738-1822)

-Astronom i kompozitor

- otkrio IC zračenje i planet Uran

Valne duljine spektra - astronomija

3

Propusnost atmosfere na infracrveno zračenje

4

SW kratki val

3 ÷ 5μm

LW Dugi val

8 ÷ 14μm

MW

srednji val

SW kratki val

1 ÷ 3μm

Nea

r in

frar

ed

0,7

÷ 1

μm

Vid

ljiv

i sp

ekta

r

0,3

9 ÷

0,7

5 μ

m

Detektori – hlađeni senzori

5

Detektor s rotirajućim prizmama

AGA – FSB Zagreb

Detektori

6

Focal Point Array detektor Toplinski detektori:

• mikrobolometri (promjena otpora)

• Feroelektrični i piroelektrični (promjena kapaciteta)

-uglavnom LW kamere

- održavana temperatura: Peltierov hladnjak ili elektro

stabilizirani (FLIR P serija)

- osjetljivost 0,1-0,05 C°

Fotonski detektori:

-uglavnom MW kamere

- osjetljivost 0,015-0,02 C°

- visoka frekvencija akvizicije

- hlađeni:

-“termosica” s tekućim N2 (-100°C)

- Stirlingov motor (-200°C)

- Joule-Thomsonovo hladilo

Optički vidljivo - IC vidljivo ???

7

Leće

8

Germanij

Pregled digitalnih kamera

9

CEDIP INFRARED – SILVER 420M

FLIR SC 5000

• radna temperature senzora: -200°C

• frekvencija akvizicije slike: do 150 Hz

• mjerna osjetljivost: 0.02 K

• rezolucija 320×256 piksela

• spektralni raspon: 3.6÷5.1 μm (srednji val MW)

• 100 slika u sekundi pri punoj rezoluciji

Osnove termografije – crno tijelo

10

Literatura: M. Andrassy, I. Boras, S. Švaić, Osnove termografije s primjenom, Kigen, Zagreb, 2008

Crno tijelo - kalibracija

11

Kalibracija IC kamera

12

Kalibracija kamere

13

14

Čemu služe termografisti?

I još ovlašteni?

Mehanizmi prijenosa topline

15

Zračenje (radijacija):

𝛼·I

I [W/m2]– intenzitet zračenja (snaga po pov.) α + ρ + 𝜏 = 1

Kirchoffov zakon: sposobnost tijela da apsorbira energiju

jednaka je sposobnosti da emitira vlastitu energiju kao

zračenje

α = ε

ε + ρ + 𝜏 = 1

Emisivnost

16

α + ρ + 𝜏 = 1

α = ε

ε + ρ + 𝜏 = 1

Svjetloća površine

17

Tatm

τatm

a·G

pr

a·G

ref

Ec=σ ·T4 E=σ ·T4·ε

Boltzmannova konstanta σ=5,667 W/(m2K4)

Ec – vlastita emisija crnog tijela

Razlučivost kamere – 0,02 K

Preciznost – ??? K

E – vlastita emisija realnog tijela

ε – emisijski faktor

τatm - atmosferska propusnost

Kamera “vidi” prividno zračenje površine!

Palete boja – misterij o bojama

18

Paleta B&W Paleta Hot metal Paleta

ROYGIBV Paleta Cycle

Paleta

Iron

bow

256

Paleta

Rainbow Paleta Lockin Paleta Steel

Paleta Hot metal

Uz termogram obavezno treba biti i skala!!!

Za velike temperaturne gradijente koristi palete s manje boja i obrnuto

19

Evaluacija toplinske

ovojnice

Građevinarstvo – evaluacija gubitaka topline zgrade

20

Primjena u građevinarstvu – toplinski mostovi

21

Primjena u građevinarstvu – toplinski mostovi

22

Primjena u građevinarstvu – toplinski mostovi

23

Izolacija atike

24

Anomalije utvrđene termografskim pregledom

25

Anomalije utvrđene termografskim pregledom

26

Anomalije utvrđene termografskim pregledom

27

Evaluacija toplinske izolacije

28

Brower door test – provjera propusnosti toplinske ovojnice

29

Δp>5 Pa (HRN EN 13187)

ΔT= 7°C

Blower door test

30

Δp=20 Pa

ΔT= 1,5°C

31

Detekcija vlage

Primjer utjecaja toplinskog kapaciteta

32

prije zagrijavanja: nakon hlađenja: zagrijavanje pothlađenog: nakon zagrijavanja:

Termogrami se rade noću!!!

Specifični toplinski kapacitet:

• voda (25°C) 4181,3 J/kgK

• zrak 1012 J/kgK

33

Detekcija vlage i prokišnjavanja

Detekcija vlage – povijesne zgrade

34

Detekcija vlage – povijesne zgrade

35

Detekcija vlage – povijesne zgrade

36

Poroznost kamena

37

Dodatna potvrda

38

39

Problem gljivica i

plijesni

Kondenzacija

40

k=λ [W/mK] – toplinska provodljivost Furierov zakon vođenja topline:

T1

T2

L

A

Toplinska provodljivost λ=k [W/mK]

bakar 385

čelik 50,2

beton 2

mineralna vuna 0,046

staklo 0,8

voda 0,6

zrak 0,025

Q

Q Q

psi pse pi

pe

pe

pse

psi

pi psi

pi

pe

pse

Kondenzacija i orošavanje

41

80% vlage je dovoljno

za plijesan!

npr. 22°C i 40% vlage

rosište na 8°C

rosište

8°C

13°C

13°C

gljivica Aspergillus

uzročnik Aspergiloze

Evaluacija rosišta pirometrom

42

Primjer kondenzacije

43

Detekcija zona s uvjetima za stvaranje gljivica i plijesni

44

45

Energetske instalacije

Detekcija protočnosti sustava grijanja

46

47

Dimnjaci

Dimnjaci

48

Dimnjaci

49

Temp. dimnih plinova 103°C Temp. dimnih plinova 15°C

CO

50

Plinifikacija Dalmacije

51

Prijelaz s toplovodnog (klasičnog) na niskotemperaturni kotao

52

Sumporna kiselina H2SO4

Temperatura dimnih plinova na izlazu iz ložišta 180°C

Rosište d.p. za lož ulje: 47°C (57°C za LNG) Temperatura dimnih plinova na izlazu iz dimnjaka 25°C!!!

53

Detekcija lokacije dimnjaka

Sanacijski radovi

54

Rezultat sanacije

55

Temperatura u d.p. na izlazu iz ložišta 180°C Rosište d.p. za lož ulje: 47°C (57°C za LNG) Temperatura na izlazu iz dimnjaka: -prije sanacije 25°C -nakon sanacije 98°C

56

Energetski pregled i

energetska certifikacija

zgrada

57

Zašto? • Plan Europske zajednice

20-20-20 - najmanje 20 % manje stakleničkih

plinova u odnosa na nivo iz 1990.

godine

- najmanje 20 % energije da je

ostvareno iz obnovljivih izvora

- smanjenje planiranje potrošnje

energije za najmanje 20 %

povećanjem energetske

učinkovitosti

- rok ostvarenja: 2020.

58

• implementira se Direktiva 2002/91/EC i

2010/31EU Europskog parlamenta o energetskim

svojstvima zgrada

• obaveza prilikom izgradnje, prodaje ili iznajmljivanja zgrade predoči budućem vlasniku odnosno potencijalnom

kupcu ili najmoprimcu certifikat o energetskim svojstvima zgrade (danom stupanja u EU)

• obveza izdavanja i javnog izlaganja energetskog certifikata ne starijeg od 10 godina na jasno vidljivom mjestu, za

zgrade javne namjene ukupne korisne površine veće od 1000 m² koje koriste tijela javne vlasti i zgrade institucija koje

pružaju javne usluge velikom broju ljudi (rok VI.2012. rok. 31.12.2012.)

Pravilnik o energetskom certificiranju zgrada (od 1.9.2009)

59

Energetski razred

QH,nd,ref – specifična

godišnja potrebna

toplinska energija za

grijanje u kWh/(m²a)

A+ ≤ 15

A ≤ 25

B ≤ 50

C ≤ 100

D ≤ 150

E ≤ 200

F ≤ 250

G > 250

• nakon 1.4.2010. svatko tko zatraži lokacijsku ili građ. dozvolu treba prije teh. pregleda ili

završnog izvještaja nadzornog inženjera ishoditi energetski certifikat. Ostali su imali rok do

10.2.2012., u protivnom podliježu.

Izrada energetskog certifikata:

• određivanje energetskog razreda zgrade

• izdavanje certifikata s popisom preporuka za poboljšanje energetskih svojstava i izračun razdoblja

povrata investicije

nova

zgrada

EBRD

kredit

Pravilnik o energetskom certificiranju zgrada

60

Energetski pregled zgrade uključuje:

1. analizu toplinskih karakteristika vanjske ovojnice zgrade

2. analizu en. svojstava sustava klimatizacije, grijanja i hlađenja i ventilacije

3. analizu en. svojstava sustava za pripremu potrošne tople vode

4. analizu en. svojstava sustava potrošnje električne energije – sustav elektroinstalacija

rasvjete, kućanskih aparata i dr.

5. analizu potrošnje vode

6. analizu upravljanja svim tehničkim sustavima zgrade

7. potrebna mjerenja gdje je to nužno za ustanovljavanje energetskog stanja i /ili svojstava

8. analizu mogućnosti promjene izvora energije

9. analizu mogućnosti korištenja obnovljivih izvora energije i učinkovitih sustava

Pravilnik o energetskom certificiranju zgrada

10. prijedlog ekonomski povoljnih mjera poboljšanja energetskih svojstava zgrade, ostvarive

uštede, procjenu investicije i period povrata

11. izvještaj s preporukama za optimalni zahvat i redoslijed prioritetnih mjera koje će se implementirati

kroz jednu ili više faza

Mjere uz male troškove

62

1. Mjere uz male troškove i brzi povrat investicije (do 3 godine i 5000 kn/100 m2) :

– brtvljenje prozora i vanjskih vrata,

Gubici kroz prozore iznose do oko 50% ukupnih topl. gubitaka!!

Mjere uz male troškove

63

– zamijena ostakljenja s dvostrukim IZO niskoemisijskim ostakljenjem (Ug < 1,1 W/m2K)

• zakon traži koef. pr. topl. Ug ≤ 1,8 W/m2K

• stare zgrade Ug=3-3,5!!

low E sloj

64

Mjere uz male troškove

65

– provjera i popravak okova na prozorima i vratima,

– izoliranje niša za radijatore i kutije za rolete,

–ugradnja roleta (noću spuštene rolete smanje gubitke i do

10%, ljeti smanjuju temp. prostorije za 6-8°C)

Mjere uz male troškove

66

– toplinsko izoliranje kosog krova

paro propusna – vodonepropusna brana

Mjere uz male troškove

67

- izoliranje stropa prema negrijanom tavanu

Mjere uz male troškove

68

– redovito servisiranje i podešavanje sustava grijanja i hlađenja,

– ugradnja automatske regulacije, kontrole i nadzora energetike zgrade,

– ugradnja štednih žarulja u rasvjetna tijela,

– zamijena trošila energetski efikasnijima – energetskog razreda A,

– uporaba štedne armature na trošilima za vodu (smart-shower sustavi,

niskoprotočni vodokotlići, senzorske slavine i pisoari),

– kompenziranje jalove energije ugradnjom kompenzatorskih baterija,

– regulacija i kontrola rada sustava rasvjete (day-light) i klimatizacije

(termosenzori),

– TRV

– hidrauličko uravnoteženje centralnog i

toplovodnog grijanja,

– izoliranje cijevi za toplu vodu i spremnike

tople vode

Mjere uz veće troškove

69

2. Mjere uz nešto veće troškove i duži period povrata investicije (više od 3 godine i

preko 5000 kn/100 m2):

– zamijena prozora i vanjskih vrata toplinski kvalitetnijim prozorima – preporuka Uw prozora 1,1-1,8

W/(m2K),

– na prozore ugradnja mikroprekidača koji isključuju konvektorsko grijanje i hlađenje pri otvaranju

prozora,

Mjere uz veće troškove

70

– toplinsko izoliranje neizolirane zgrade ili povećanje toplinske izolacije izolirane zgrade

Mjere uz veće troškove

71

– izgraditi vjetrobran na ulazu u kuću,

– saniranje i obnova dimnjaka,

– centraliziranje sustava grijanja i pripreme potrošne tople vode,

Mjere uz veće troškove

72

– analiziranje sustava grijanja i zamijena energetski učinkovitijim sustavom (modernizacija

postojećeg kotla, ugradnja novog kotla, promjena izvora energije)

- kombiniranje s obnovljivim izvorima energije (sunčeva energija, biomasa, geotermalna energija),

– rekuperacija otpadne topline,

– ugradnja CNUSa,

SLIM JIM

Mjere uz veće troškove

73

– ugradnja sunčevog sustava za zagrijavanje,

– ugradnja fotonaponskog sustava za dobivanje električne energije – povlašteni proizvođač struje (tko

pača razliku???)

Tko provodi

74

Zgrade sa složenim tehničkim sustavom:

• centralni izvor topline za grijanje i/ili hlađenje zgrade,

• centralna PTV

• sustavi ventilacije i klimatizacije s povratom topline i ograničenjem buke ili obradom

zraka

• zgrade sa složenim sustavima (alternativni sustavi, daljinsko zagrijavanje i hlađenje)

• ventilacijski uređaji s reguliranim grijanjem i hlađenjem zraka i

Zgrade sa složenim tehničkim sustavima: Pravne osobe koje zapošljavaju jednu osobu s modulom 2

Zgrade sa jednostavnim tehničkim sustavima:

• Fizičke osobe s modulom 1

• Pravne osobe koje zapošljavaju jednu osobu s modulom 2

Za nove zgrade nije potrebno vršiti energetski pregled ako:

• ima svu proj. dokumentaciju u odnosu na racionalnu uporabu energije i toplinsku zaštitu

• završno izvješća nadzornog inženjera o izvedbi građevine (certifikat prethodi izvješću?!)

• pisane izjave izvođača o izvedenim radovima i uvjetima održavanja građevine

• ako nije bilo odstupanja obzirom na glavni projekt (dokazuju izjava i izvješće)

Najviše cijene koštanja EPCZ

75

76

77

www.fesb.hr/kk