Primjena IC termografije u energetskim pregledima i energetska certifikacija zgrada

Transcript

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 1

2 Povijest termografije Sir William Herschel ( ) -Astronom i kompozitor - otkrio IC zračenje i planet Uran 2

3 Valne duljine spektra - astronomija 3

4 Vidljivi spektar 0,39 0,75 μm Near infrared 0,7 1μm Propusnost atmosfere na infracrveno zračenje MW srednji val SW kratki val 1 3μm SW kratki val 3 5μm LW Dugi val 8 14μm 4

5 Detektori hlađeni senzori Detektor s rotirajućim prizmama AGA FSB Zagreb 5

6 Detektori 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 6

7 Optički vidljivo - IC vidljivo??? 7

8 Leće Germanij 8

9 Pregled digitalnih kamera CEDIP INFRARED SILVER 420M FLIR SC 5000 radna temperature senzora: -200 C frekvencija akvizicije slike: do 150 Hz mjerna osjetljivost: 0.02 K rezolucija piksela spektralni raspon: μm (srednji val MW) 100 slika u sekundi pri punoj rezoluciji 9

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

11 Crno tijelo - kalibracija 11

12 Kalibracija IC kamera 12

13 Kalibracija kamere 13

14 Čemu služe termografisti? I još ovlašteni? 14

15 α I Mehanizmi prijenosa topline Zračenje (radijacija): I [W/m 2 ] 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 15

16 Emisivnost α + ρ + τ = 1 α = ε ε + ρ + τ = 1 16

17 a Gref a Gpr Svjetloća površine E=σ Ec=σ T T 4 ε 4 Tatm τatm Boltzmannova konstanta σ=5,667 W/(m 2 K 4 ) Ec vlastita emisija crnog tijela E vlastita emisija realnog tijela ε emisijski faktor τatm - atmosferska propusnost Razlučivost kamere 0,02 K Kamera vidi prividno zračenje površine! Preciznost??? K 17

18 Palete boja misterij o bojama Paleta B&W Paleta Hot metal Paleta ROYGIBV Paleta Cycle Paleta Iron bow 256 Paleta Rainbow Paleta Lockin Paleta Steel Uz termogram obavezno treba biti i skala!!! Paleta Hot metal Za velike temperaturne gradijente koristi palete s manje boja i obrnuto 18

19 Evaluacija toplinske ovojnice 19

20 Građevinarstvo evaluacija gubitaka topline zgrade 20

21 Primjena u građevinarstvu toplinski mostovi 21

22 Primjena u građevinarstvu toplinski mostovi 22

23 Primjena u građevinarstvu toplinski mostovi 23

24 Izolacija atike 24

25 Anomalije utvrđene termografskim pregledom 25

26 Anomalije utvrđene termografskim pregledom 26

27 Anomalije utvrđene termografskim pregledom 27

28 Evaluacija toplinske izolacije 28

29 Brower door test provjera propusnosti toplinske ovojnice Δp>5 Pa (HRN EN 13187) ΔT= 7 C 29

30 Blower door test Δp=20 Pa ΔT= 1,5 C 30

31 Detekcija vlage 31

32 Primjer utjecaja toplinskog kapaciteta Specifični toplinski kapacitet: voda (25 C) 4181,3 J/kgK zrak 1012 J/kgK prije zagrijavanja: nakon hlađenja: zagrijavanje pothlađenog: nakon zagrijavanja: Termogrami se rade noću!!! 32

33 Detekcija vlage i prokišnjavanja 33

34 Detekcija vlage povijesne zgrade 34

35 Detekcija vlage povijesne zgrade 35

36 Detekcija vlage povijesne zgrade 36

37 Poroznost kamena 37

38 Dodatna potvrda 38

39 Problem gljivica i plijesni 39

40 Kondenzacija Furierov zakon vođenja topline: k=λ [W/mK] toplinska provodljivost Toplinska provodljivost λ=k [W/mK] bakar 385 T 1 p si Q čelik 50,2 beton 2 mineralna vuna 0,046 p se T 2 p e L p i A staklo 0,8 voda 0,6 zrak 0,025 p si p si p i p se Q p i Q p e p se p e 40

41 Kondenzacija i orošavanje gljivica Aspergillus uzročnik Aspergiloze npr. 22 C i 40% vlage rosište na 8 C 80% vlage je dovoljno za plijesan! 13 C rosište 8 C 13 C 41

42 Evaluacija rosišta pirometrom 42

43 Primjer kondenzacije 43

44 Detekcija zona s uvjetima za stvaranje gljivica i plijesni 44

45 Energetske instalacije 45

46 Detekcija protočnosti sustava grijanja 46

47 Dimnjaci 47

48 Dimnjaci 48

49 Dimnjaci Temp. dimnih plinova 15 C Temp. dimnih plinova 103 C 49

50 CO 50

51 Plinifikacija Dalmacije 51

52 Prijelaz s toplovodnog (klasičnog) na niskotemperaturni kotao Sumporna kiselina H 2 SO 4 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!!! 52

53 Detekcija lokacije dimnjaka 53

54 Sanacijski radovi 54

55 Rezultat sanacije 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 55

56 Energetski pregled i energetska certifikacija zgrada 56

57 Zašto? Plan Europske zajednice najmanje 20 % manje stakleničkih plinova u odnosa na nivo iz godine - najmanje 20 % energije da je ostvareno iz obnovljivih izvora - smanjenje planiranje potrošnje energije za najmanje 20 % povećanjem energetske učinkovitosti - rok ostvarenja:

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 rok ) 58

59 Pravilnik o energetskom certificiranju zgrada (od ) nakon svatko tko zatraži lokacijsku ili građ. dozvolu treba prije teh. pregleda ili završnog izvještaja nadzornog inženjera ishoditi energetski certifikat. Ostali su imali rok do , u protivnom podliježu. EBRD kredit Energetski razred Q H,nd,ref specifična godišnja potrebna toplinska energija za grijanje u kwh/(m²a) A+ 15 nova zgrada A 25 B 50 C 100 D 150 E 200 F 250 G > 250 Izrada energetskog certifikata: određivanje energetskog razreda zgrade izdavanje certifikata s popisom preporuka za poboljšanje energetskih svojstava i izračun razdoblja povrata investicije 59

60 Pravilnik o energetskom certificiranju zgrada 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 60

61 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

62 Mjere uz male troškove 1. Mjere uz male troškove i brzi povrat investicije (do 3 godine i 5000 kn/100 m 2 ) : brtvljenje prozora i vanjskih vrata, Gubici kroz prozore iznose do oko 50% ukupnih topl. gubitaka!! 62

63 Mjere uz male troškove zamijena ostakljenja s dvostrukim IZO niskoemisijskim ostakljenjem (Ug < 1,1 W/m 2 K) zakon traži koef. pr. topl. Ug 1,8 W/m 2 K stare zgrade Ug=3-3,5!! 63

64 low E sloj 64

65 provjera i popravak okova na prozorima i vratima, izoliranje niša za radijatore i kutije za rolete, Mjere uz male troškove ugradnja roleta (noću spuštene rolete smanje gubitke i do 10%, ljeti smanjuju temp. prostorije za 6-8 C) 65

66 Mjere uz male troškove toplinsko izoliranje kosog krova paro propusna vodonepropusna brana 66

67 Mjere uz male troškove - izoliranje stropa prema negrijanom tavanu 67

68 Mjere uz male troškove TRV hidrauličko uravnoteženje centralnog i toplovodnog grijanja, izoliranje cijevi za toplu vodu i spremnike tople vode 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), 68

69 Mjere uz veće troškove 2. Mjere uz nešto veće troškove i duži period povrata investicije (više od 3 godine i preko 5000 kn/100 m 2 ): zamijena prozora i vanjskih vrata toplinski kvalitetnijim prozorima preporuka Uw prozora 1,1-1,8 W/(m 2 K), na prozore ugradnja mikroprekidača koji isključuju konvektorsko grijanje i hlađenje pri otvaranju prozora, 69

70 Mjere uz veće troškove toplinsko izoliranje neizolirane zgrade ili povećanje toplinske izolacije izolirane zgrade 70

71 Mjere uz veće troškove izgraditi vjetrobran na ulazu u kuću, saniranje i obnova dimnjaka, centraliziranje sustava grijanja i pripreme potrošne tople vode, 71

72 Mjere uz veće troškove 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), SLIM JIM rekuperacija otpadne topline, ugradnja CNUSa, 72

73 Mjere uz veće troškove ugradnja sunčevog sustava za zagrijavanje, ugradnja fotonaponskog sustava za dobivanje električne energije povlašteni proizvođač struje (tko pača razliku???) 73

74 Tko provodi 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) 74

75 Najviše cijene koštanja EPCZ 75

76 76

77 77