Termocamera per l'edilizia: tipi e regole per l'ispezione domestica

È possibile valutare oggettivamente i lavori di isolamento termico di una casa privata in base a una serie di indicatori. Nella maggior parte dei casi, si tratta del consumo di energia elettrica per il riscaldamento e delle letture dei termometri. Ma se l'isolamento termico si è rivelato inefficace, è difficile trovare le cause senza attrezzature speciali.

In tali situazioni si utilizza una termocamera per l'edilizia. Nell'articolo che presentiamo sono dettagliatamente illustrati il principio di funzionamento e le caratteristiche costruttive dello strumento. Vengono fornite le regole per l'uso e l'elaborazione dei dati ottenuti durante la termografia.

Perché eseguire un'indagine termografica?

L'esame di una villetta, di una casa di campagna o di un edificio residenziale con una termocamera per l'edilizia consente di vedere sulla termografia ciò che accade all'interno di vari oggetti e strutture dell'edificio, senza toccarli. Questa viene definita diagnostica non distruttiva.

Questo tipo di ispezione rivelerà lo stato delle tubature di riscaldamento nelle pareti e del pavimento termico senza dover rimuovere l'intonaco o le piastrelle.

Alla base della diagnostica termica vi è il principio di registrare le disomogeneità del campo termico, che consente di giudicare lo stato degli oggetti esaminati.

La sensibilità di alcuni modelli raggiunge i centesimi di grado, grazie a ciò è possibile non solo vedere la traccia termica sulla superficie delle strutture, ma anche capire cosa accade all'interno.

Il vantaggio unico delle moderne termocamere rispetto ad altri strumenti di controllo è proprio la possibilità di guardare all'interno degli oggetti senza violarne l'integrità. Anche una minima deviazione dei parametri di temperatura dalla norma indicherà la presenza di problemi, ad esempio, nell'impianto elettrico.

Il controllo di una casa privata con la termocamera aiuterà a risolvere diversi problemi:

• localizzare i punti di dispersione del calore e determinare il grado di intensità;
• controllare l'efficacia della barriera al vapore e rilevare la formazione di condensa su varie superfici;
• scegliere correttamente il tipo di isolante e calcolare la quantità necessaria di materiale termoisolante;
• individuare perdite dal tetto, dalle tubature e dalle reti di teleriscaldamento, dispersioni del fluido termovettore dall'impianto di riscaldamento;
• verificare la tenuta all'aria dei vetri delle finestre e la qualità di installazione dei blocchi porta;
• eseguire la diagnostica della ventilazione e del sistema di condizionamento;
• determinare la presenza di crepe nelle pareti della struttura e le loro dimensioni;
• individuare le zone di intasamento nel sistema di riscaldamento;
• diagnosticare lo stato dell'impianto elettrico e individuare i contatti deboli;
• rilevare i luoghi di annidamento dei roditori in casa;
• individuare le fonti di secchezza/elevata umidità all'interno di un edificio privato.

La termocamera per edilizia consente di verificare rapidamente la conformità dei parametri dell'edificio costruito ai requisiti tecnici, valutare la qualità dell'immobile prima dell'acquisto e diagnosticare il funzionamento delle reti interne.

L'ispezione della casa con scanner termografico prima della posa dei materiali isolanti aiuterà a calcolare correttamente le spese per l'isolamento

E dopo il completamento dei lavori, la termografia consentirà di controllare il risultato finale e rilevare i difetti di installazione che causano dispersioni termiche. La verifica mostrerà anche i ponti termici, che possono essere rapidamente eliminati durante la preparazione alla stagione invernale.

Prima della ristrutturazione o riparazione di vecchi edifici, lo strumento con telecamera a infrarossi sarà di aiuto per individuare le zone più fredde e i punti di infiltrazione, i problemi con i pavimenti riscaldati e valutare oggettivamente l'entità dei lavori edili previsti.

Struttura e principio di funzionamento

L'elemento sensibile di qualsiasi termocamera è un sensore che trasforma la radiazione infrarossa di vari oggetti inanimati e viventi, nonché dello sfondo, in segnali elettrici. Le informazioni ottenute vengono elaborate dallo strumento e riprodotte sul display sotto forma di termogrammi.

In tutti gli organismi viventi, a seguito dei processi metabolici, viene rilasciata energia termica, che è perfettamente visibile all'apparecchiatura

Negli apparecchi meccanici, il riscaldamento di singole parti avviene a causa dell'attrito costante nei punti di giunzione degli elementi mobili. Nelle apparecchiature e nei sistemi di tipo elettrico, si riscaldano i componenti conduttori.

Dopo aver mirato e ripreso l'oggetto, la telecamera IR forma immediatamente un'immagine bidimensionale contenente informazioni complete sui valori di temperatura. I dati possono essere salvati nella memoria del dispositivo stesso o su un supporto esterno, oppure trasferiti tramite cavo USB a un PC per un'analisi dettagliata.

Alcuni modelli di termocamere dispongono di interfacce integrate per la trasmissione wireless istantanea di informazioni digitali. Il contrasto termico registrato nel campo visivo della termocamera consente di visualizzare i segnali sullo schermo dello strumento in mezzitoni della scala di grigi o a colori.

Nei termogrammi viene visualizzata l'intensità della radiazione infrarossa delle strutture e delle superfici esaminate. Ogni singolo pixel corrisponde a un valore specifico di temperatura.

Dalle disomogeneità del campo termico si rilevano errori nelle strutture ingegneristiche della casa, difetti dei materiali da costruzione, carenze nell'isolamento termico e riparazioni di scarsa qualità.

Sullo schermo in bianco e nero del termocamera, le zone calde appariranno come le più luminose. Gli oggetti freddi saranno praticamente indistinguibili.

Sul display digitale a colori, le aree che emettono più calore rispetto ad altre si illumineranno di rosso. Con la diminuzione dell'intensità di emissione, lo spettro si sposterà verso il viola. Le zone più fredde saranno indicate in nero sul termogramma.

Per elaborare i risultati ottenuti dal termocamera, è sufficiente collegare lo strumento a un computer personale. Ciò consentirà di riconfigurare la tavolozza dei colori sul termogramma in modo che l'intervallo di temperatura desiderato sia il più visibile possibile.

I moderni dispositivi multifunzionali sono dotati di una speciale matrice detector, composta da un numero enorme di elementi sensibili molto miniaturizzati.

La radiazione infrarossa catturata dall'obiettivo del termocamera verrà proiettata su questa matrice. Tali telecamere IR sono in grado di rilevare un contrasto di temperatura pari a 0,05-0,1 ºC.

La maggior parte dei modelli di termocamera è dotata di un display di controllo a cristalli liquidi per visualizzare le informazioni. Tuttavia, la qualità dello schermo non è sempre indicativa di un alto livello dell'apparecchiatura infrarossa nel suo complesso.

Il parametro principale è la potenza del microprocessore utilizzato per codificare i dati acquisiti. La velocità di elaborazione delle informazioni gioca un ruolo fondamentale, poiché le foto scattate senza treppiede potrebbero risultare sfocate.

Il funzionamento dei dispositivi termografici si basa sulla rilevazione della differenza di temperatura tra lo sfondo generale e l'oggetto, e sulla conversione dei dati acquisiti in un'immagine grafica visibile all'occhio umano.

Un altro parametro importante è la risoluzione della matrice. I dispositivi con un numero maggiore di elementi sensibili forniscono immagini bidimensionali di qualità superiore rispetto ai termocamere con risoluzione della matrice detector inferiore.

Questa differenza è spiegata dal fatto che a ciascuna cella sensibile corrisponde una superficie minore dell'oggetto in esame. Nelle immagini grafiche ad alta risoluzione, i rumori ottici sono quasi impercettibili.

Tipi di apparecchiature termografiche

La verifica delle perdite di calore di una casa privata con una telecamera IR offre la possibilità di effettuare misurazioni estremamente precise e un'analisi qualitativa di tutti gli indicatori di temperatura. Successivamente, sulla base dei dati rapidamente ottenuti, è possibile eseguire correttamente lavori di riparazione e/o ammodernamento dell'immobile residenziale.

Per la diagnostica termografica vengono utilizzati due tipi di dispositivi:

• termocamere fisse;
• telecamere infrarosse portatili.

Gli apparecchi fissi vengono utilizzati principalmente nelle imprese industriali. Sono progettati per il controllo regolare dello stato delle reti elettriche e per il monitoraggio costante di attrezzature tecniche complesse. I sistemi di termografia fissi sono realizzati su matrici semiconduttrici di fotodetettori.

Con le termocamere portatili si esegue l'audit energetico di edifici residenziali plurifamiliari e di costruzioni private. Questi dispositivi vengono utilizzati sia per controlli locali una tantum, sia per la diagnostica completa delle abitazioni.

Le termocamere portatili sono sviluppate sulla base di microbolometri al silicio non raffreddati e sono ideali per l'uso in luoghi difficilmente accessibili.

La ripresa termografica è un metodo di indagine efficace senza contatto, che è consigliabile abbinare all'uso di un'aeroporta per misurare e controllare la permeabilità all'aria degli edifici.

In base alle capacità funzionali, si distinguono tre tipi di termocamere:

1. Dispositivi di osservazione — forniscono solo la visualizzazione di vari oggetti a contrasto termico, spesso in forma monocromatica.
2. Dispositivi di misura — creano un'immagine grafica nell'ambito della radiazione infrarossa e assegnano a ogni punto del segnale luminoso un determinato valore di temperatura.
3. Pirometri visivi — sono progettati per misure di temperatura senza contatto e per visualizzare il campo termico di oggetti specifici al fine di rilevare zone con deviazioni dai valori normali.

Il prezzo dei buoni ricevitori funzionali di radiazioni termiche parte da 3000 dollari. Acquistarli per un controllo una tantum della casa semplicemente non è redditizio. Molte aziende oggi offrono termocamere edili a noleggio per un giorno. È un servizio molto comodo.

Si può anche ordinare un'indagine termografica professionale completa di villa/casa. Il costo medio della ripresa termografica è di 5 dollari per metro quadrato di superficie di un'abitazione privata.

In generale, il costo delle termocamere è un indicatore della loro funzionalità. Ma anche i modelli economici eseguono efficacemente la diagnostica a infrarossi. Pertanto, nella scelta è opportuno basarsi sulle caratteristiche tecniche di base e sulla capacità di risolvere compiti specifici.

Le capacità funzionali delle telecamere termografiche dipendono dalla risoluzione del sensore infrarosso, dalla sua sensibilità e dal campo di temperature operative.

Un grande vantaggio è la presenza di funzioni aggiuntive, vale a dire: zoom digitale, puntatore laser, creazione di annotazioni sui termogrammi, allarme cromatico personalizzabile, individuazione di aree con valori di temperatura massimi e minimi.

Semplificheranno notevolmente la diagnostica termografica della casa e vari accessori – obiettivi ottici grandangolari intercambiabili per la visione d'insieme e teleobiettivi per dettagliare le aree critiche, treppiedi pieghevoli, contenitori per lo stoccaggio delle batterie.

Regole per l'uso della termocamera

Il compito principale dell'ispezione termografica è identificare con precisione le perdite di calore e i difetti nel funzionamento degli impianti tecnici, nonché individuare eventuali punti deboli dell'edificio residenziale durante la fase di costruzione.

La diagnostica termografica degli edifici include:

• ispezione nella regione infrarossa a onde lunghe dello spettro nell'intervallo 8-15 µm;
• costruzione della mappa termica degli oggetti e delle superfici esaminate;
• monitoraggio della dinamica dei processi termici;
• calcolo preciso dei flussi termici.

L'ispezione di un'unità abitativa viene eseguita sia all'esterno che all'interno dell'edificio. Nel primo caso, la termografia a infrarossi consente di rilevare gravi difetti di infiltrazione d'aria attraverso le strutture di chiusura della casa e difetti di isolamento termico. Nel secondo caso, di individuare errori nel funzionamento del sistema di riscaldamento e della rete elettrica.

È meglio effettuare la diagnostica termografica nella stagione fredda, quando la differenza di temperatura tra esterno e interno è superiore a 10 gradi Celsius

Maggiore è il salto termico, più precisi sono i risultati del controllo. Inoltre, per ottenere dati corretti, l'edificio residenziale esaminato deve essere riscaldato ininterrottamente per almeno 2 giorni. In estate, è praticamente inutile esaminare l'edificio con un termografo a causa della differenza di temperatura minima.

Il controllo degli edifici con ricevitori di radiazione termica mostra la distribuzione dei campi termici sulle superfici degli oggetti o delle strutture in un momento specifico. Pertanto, l'esecuzione della ripresa con una termocamera dipende fortemente da una serie di condizioni, la cui osservanza è fondamentale per ottenere risultati corretti.

Il funzionamento dello strumento è influenzato da forte vento, sole e pioggia. Sotto la loro azione, la casa si raffredderà o si riscalderà, quindi il controllo può essere considerato inefficace. Le strutture e le superfici esaminate non devono essere esposte a raggi solari diretti e intensi o a radiazioni riflesse per 10-12 ore prima dell'inizio della diagnostica termografica.

Si raccomanda di mantenere i blocchi di porte e finestre in posizione fissa per 12 ore prima della ripresa con termocamera e durante il controllo dell'edificio.

Prima di iniziare l'esame della casa, è necessario impostare le configurazioni di base sul dispositivo, ovvero:

• impostare il limite inferiore e superiore della temperatura;
• impostare l'intervallo di ripresa termografica;
• selezionare il livello di intensità.

Gli altri parametri vengono regolati in base al tipo di isolamento termico, ai materiali delle pareti e dei solai. L'audit energetico di una casa unifamiliare inizia con il controllo delle fondamenta, della facciata e del tetto dell'edificio.

In questa fase è molto importante eseguire una diagnosi accurata, poiché le aree su un unico piano differiscono significativamente e i ricevitori di radiazione termica lo mostreranno sicuramente.

Dopo aver controllato la parte esterna, si procede con le attività diagnostiche all'interno dell'edificio residenziale. Qui vengono individuati circa l'85% di tutti i difetti di costruzione e malfunzionamenti degli impianti tecnici.

La ripresa viene effettuata in direzione dai blocchi finestre verso le porte, esaminando lentamente tutte le aperture tecniche e le pareti. Nel frattempo, le porte tra le stanze vengono lasciate aperte per stabilizzare i flussi di aria calda e ridurre al minimo la probabilità di errori nelle misurazioni.

Il controllo termografico prevede una verifica graduale di diverse zone delle strutture di contenimento, che per la ripresa con la telecamera a infrarossi devono essere obbligatoriamente scoperte. Per fare ciò, è necessario liberare lo spazio sotto il davanzale e organizzare un accesso senza ostacoli ai battiscopa e agli angoli.

Per la durata della termografia interna dell'edificio, è necessario liberare le pareti da tappeti, quadri, vecchie carte da parati staccate e altri oggetti che impediscono la visibilità diretta dell'oggetto in esame.

Le case dotate di radiatori di riscaldamento vengono solitamente riprese solo dall'esterno. La diagnosi delle facciate viene effettuata in condizioni meteorologiche favorevoli: assenza di nebbia umida, fumo, precipitazioni atmosferiche.

Interpretazione dei dati ottenuti

I dispositivi termografici rilevano una differenza di temperatura a partire da 3 ºC, e ciò si rifletterà sul termogramma come una zona anomala nello spettro cromatico caratteristico. Tuttavia, l'immagine stessa a spettro zonale non è una giustificazione sufficiente per considerare l'area diagnosticata come difettosa.

Per tutte le zone anomale è necessario eseguire calcoli termotecnici e solo allora trarre conclusioni sullo stato degli oggetti esaminati.

E pertanto, insieme ai termocamere portatili viene fornito un software strumentale per l'analisi qualitativa e quantitativa dei termogrammi, nonché per la creazione di rapporti.

Tutto ciò significa che per lavorare con la telecamera a infrarossi non è richiesta una preparazione speciale. Dopo aver studiato il manuale utente, è facile condurre autonomamente un controllo termografico e l'elaborazione dei risultati nel programma offerto. Dopo l'analisi dei dati ottenuti, l'applicazione fornirà una valutazione esperta delle immagini.

Oltre a ciò, le informazioni raccolte dall'apparecchiatura possono essere trasferite in programmi per l'elaborazione di dati statistici – fogli di calcolo o utilità ingegneristiche speciali, ad esempio MathLab.

Va anche notato che la termocamera può fornire risultati errati in caso di impostazioni scorrette. Situazioni simili si verificano durante l'esame di superfici come vetro, piastrelle lucide, specchi.

Le radiazioni infrarosse degli oggetti vicini si rifletteranno su queste superfici, provocando distorsioni nei termogrammi. Per determinare correttamente la temperatura delle superfici specchianti negli strumenti termografici, è necessario regolare ulteriormente i coefficienti di correzione.

Bisogna tenere conto anche della radiazione fredda che può riflettersi dalle finestre e dal tetto di un edificio residenziale. Il termogramma ottenuto potrebbe essere molto più freddo rispetto allo stato reale della casa.

Il metodo quantitativo di analisi della distribuzione dei campi di temperatura sulla superficie delle strutture non tiene conto del coefficiente di emissività e della radiazione di fondo ambientale. Inoltre, non importa se le riprese vengono effettuate con una termocamera sul posto o se i risultati vengono elaborati tramite software.

Eseguendo misure diagnostiche all'interno dell'edificio si ottengono risultati più affidabili, poiché le condizioni climatiche esterne non influenzano le superfici esaminate. I termogrammi finali, dopo l'elaborazione con i programmi appropriati, corrispondono alla realtà.

L'uso di una termocamera edile consente di valutare oggettivamente la qualità dell'isolamento termico dell'edificio, individuare i ponti termici e il cedimento dell'isolante, nonché trovare danni nascosti e difetti di montaggio dei blocchi finestra, dei vani porta, giunti mal eseguiti di tetto, pareti e solai.

La diagnostica a infrarossi permette di eseguire correttamente, e quindi economicamente, i lavori per minimizzare le perdite di calore in un'unità abitativa, riducendo i costi per l'isolamento del pavimento e l'isolamento termico di altre strutture.

L'esecuzione della procedura di ricerca permetterà di selezionare correttamente l'isolante per pareti e soffitto di un edificio privato. Di conseguenza, si ridurranno le spese per il riscaldamento della casa privata.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Principio di funzionamento della termocamera, verifica dell'edificio dopo l'isolamento per individuare difetti e corretta interpretazione delle immagini a infrarossi nel video:

Funzionalità degli scanner termografici:

Video su come eseguire l'analisi e creare un rapporto tecnico della diagnostica della casa con un dispositivo termografico utilizzando il modulo software Testo IRSoft:

Oggi l'ispezione termografica con termocamera è una tecnologia all'avanguardia di monitoraggio non distruttivo che permette di controllare lo stato di varie strutture, reti di comunicazione e apparecchiature elettriche.

Lo studio delle dispersioni termiche mediante termocamera viene effettuato per prevenire situazioni di emergenza, rilevare difetti di isolamento termico e impermeabilizzazione, individuare guasti negli impianti tecnici della casa.

Ha esperienza nell'uso di una termocamera per indagare i punti deboli della sua casa di campagna/appartamento? Forse può condividere informazioni utili per individuare le dispersioni di calore della struttura edilizia? Scriva, per favore, commenti, ponga domande, carichi foto relative all'argomento dell'articolo nel blocco sottostante.