автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.11, диссертация на тему:Тепловой метод неразрушающего контроля и диагностика строительных объектов

На правах рукописи

ЛЕБЕДЕВ ОЛЕГ ВАДИМОВИЧ

ТЕПЛОВОЙ МЕТОД НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ Й ДИАГНОСТИКА СТРОИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ

Специальность- 05.02.11 Методы контроля и диагностика в машиностроении

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург- 2004г.

Работа выполнена в Северо-Западном государственном заочном техническом университете

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Ведущая организация

доктор технических наук Будадин ОлегНиколаевич

доктор технических наук ПоходунАнатолий Иванович

кандидат технических наук Сергеев Сергей Сергеевич

НИИИН МНПО "Спектр"

Зашита состоится 14 декабря 2004 г. в 16 час на заседании диссертационного совета Д212.244.01 в Северо-Западном государственном заочном техническом университете по адресу: г. Санкт - Петербург, ул. Миллионная, д.5, ауд. 200.

С диссертацией можно познакомиться в библиотеке Северо - Западного государственного заочного технического университета

Автореферат разослан 12 ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета -^^/¡Сае^ Иванова И.В.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В настоящее время значительная часть основных фондов производственных строительных конструкций превысила допустимый ресурс эксплуатации и в связи с этим удельное потребление Россией условного топлива в несколько раз выше, чем в западных странах. Как показал анализ, в первую очередь на это влияют следующие факторы:

•сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций (несущие стены и свегопрозрачные конструкции);

•текущее положение точки росы и плоскости промерзания в наружных ограждающих конструкциях. Не соответствие теплотехнических, эксплуатационных и энергетических характеристик объектов нормативным требованиям приводит к тому, что через наружные ограждающие конструкции (несущие стены и свегопрозрачные конструкции) теряется до 60% сверхнормативных потерь, а сами конструкции разрушаются вследствие нештатных циклов промерзания и оттаивания. Кроме того, если точка росы находится внутри помещения, то это приводит к образованию конденсата на стенах, и, как следствие, к разрушению утеплителя или внутренней поверхности стены, а, также, образованию грибковых соединений, негативно влияющих на здоровье людей, проживающих в помещении.

Энергетической стратегией России на период до 2020 года определено, что до необходимого прироста энергопотребления страны должно быть обеспечено за счет энергосберегающих мероприятий, а энергоэффективность и энергосбережение должны быть основным приоритетом энергетической стратегии России. При этом по экспертным оценкам Госстроя РФ, только в зданиях массовых серий сверх нормы теряется до 40% поступающих в них энергоресурсов.

Одними из определяющих теплотехническими характеристиками качества строительства является величина приведенного сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции здания (несущих стен и свегопрозрачных конструкций), положение точки росы, глубина фронта промерзания. Данные характеристики практически полностью описывают текущее теплотехническое состояние здания. В настоящее время они рассчитываются на стадии проектирования объекта, а согласно нормативной документации должны определяться и в реальных условиях эксплуатации зданий. Результаты, рассчитанные на основе проектных данных, имеют слишком большую погрешность и не отражают фактические эксплуатационные характеристики строительной конструкции, так как не учитывают наиболее важный этап между ее проектированием и эксплуатацией - этап строительства, на котором проектные характеристики конструкции могут быть существенно искажены как в лучшую, так и в худшую сторону.

Фактическое качество наружных ограждающих конструкций в настоящее время определяется методом теплового лишь при

некоторых условиях для несущих о состояния

С*

УДЕЛ».

теплофизических характеристик свегопрозрачных конструкций и определения точки росы и плоскости промерзания не позволяет определить состояние наружных ограждающих конструкций в комплексе для всего здания. Актуальность данной работы подтверждается рекомендациями и нормативными документами, а именно протоколом совместного заседания Совета Безопасности Российской Федерации и президиума Государственного совета Российской Федерации от 24 февраля 2004 года № 1, согласно которому следует "сконцентрировать усилия и ресурсы на реализации конкурентно способных технологий, направленных на повышение эффективности использования энергетических и природных ресурсов и других перспективных технологий". Перспективность метода теплового неразрушающего контроля подтверждается Указом Президента Российской Федерации от 9 сентября 2004 года была присуждена Государственная премия в области науки и техники за 2003 год. Правительством Москвы принято Постановление от 9 октября 2001 года №912-ПП "О городской программе по энергосбережению в городе Москве", направленное на развитие инновационных научно-исследовательских программ в сфере энергосбережений. Аналогичные постановления сейчас утверждаются в Санкт-Петербурге, Тамбовской, Калининградской и других регионах Российской Федерации, а территориальные строительные нормы приняты сейчас уже в 32 областей России.

Учитывая общую интенсивную тенденцию развития методов и средств теплового неразрушающего контроля(ТНК), представляется весьма актуальным разработка и внедрение единого комплекса технологий метода ТНК для определения приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций (несущих стен и свегопрозрачных конструкций), определения точки росы и плоскости промерзания наружных ограждающих конструкций.

Цель работы. Определение комплексных показателей качества строительства: приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций (несущих стен и свегопрозрачных конструкций), точки росы и плоскости промерзания наружных ограждающих конструкций на базе единого комплексного обследования тепловизионными и другими средствами неразрушающего контроля в реальных условиях эксплуатации зданий.

В связи с этим в работе решаются следующие основные задачи:

1.Анализ существующих методов и средств ТНК качества и диагностики технического состояния наружных ограждающих конструкций (несущих стен, свегопрозрачных конструкций - окон и балконных дверей), определения точки росы, плоскости промерзания, в т.ч. методов моделирования процесса неразрушающего контроля на основе решения обратных задач, состояния, развития и анализ применения технологии и аппаратуры ТНК.

2. Физико-математическое моделирование комплексного процесса ТНК: •определения теплотехнических характеристик строительных объектов на основе решения прямой и обратной задач теплопроводности;

•явлений тепло- и влагопереноса с учетом фазовых переходов жидкость -твердое тело в многослойных строительных объектах с определением текущего положения точки росы и плоскости промерзания; •процессов теплопередачи и определения теплотехнических характеристик светопрозрачных ограждающих конструкций;

• анализа погрешности определения текущих теплофизических слоев многослойного объекта при проведении теплового неразрушающего контроля

3. Теоретическое обоснование и исследование процесса ТНК и диагностики технического состояния строительных объектов.

4. Разработка методических принципов, технологии измерения и оптимального комплекса оборудования теплового неразрушающего контроля для определения теплотехнических характеристик несущих стен и светопрозрачных конструкций строительных объектов, контроля температурно-влажностного режима строительных объектов измерения теплотехнических характеристик светопрозрачных ограждающих конструкций, оптимального измерения температуры и теплового потока.

5.Проведение экспериментальных модельных и натурных исследований и внедрение технологий теплового неразрушающего контроля для определения теплотехнических характеристик и контроля температурно-влажностного режима строительных объектов с определением достоверности результатов теплового неразрушающего контроля ограждающих конструкций зданий и строительных объектов.

Методы исследования, средства измерения и объекты контроля. Теоретический метод адекватного физико-математического моделирования процессов ТНК, методы решения некорректно поставленных задач на базе решения обратной задачи теплопроводности с использованием функционального и численного анализа, традиционные методы статистических исследований, элементы теории вероятности, методы теории погрешностей. Обработка данных проводилась на ЭВМ по оригинальным, написанным на алгоритмических языках TURBO C+ + , Fortran, MS Visual C++ 7.0 в редакторах МАТЕМАТИКА 5.0, MathCad 2003, Mathlab 7.0 и стандартными программами обработки графической и текстовой информации.

Экспериментальные исследования проводились на метрологически аттестованных средствах автоматизированного неразрушающего контроля с использованием современной микропроцессорной измерительной аппаратуры. В качестве объектов контроля на практике исследовались многослойные строительные конструкции серийного и индивидиального проектирования, преимущественно панельного, монолитного и кирпичного типа конструкции.

Научная новизна результатов работы заключается в следующем: 1. Разработана единая многофункциональная физико - математическая модель процессов теплового неразрушающего контроля строительных объектов

• тепло- и влагопереноса во время фазовых переходов жидкость - твердое тело в многослойных объектах на основе решения нелинейной задачи Стефана;

• процесс теплопередачи для свегопрозрачных ограждающих конструкций (окон и балконных дверей) с учетом эффективного термического сопротивления воздушного зазора между стеклами на базе решения обратной задачи нелинейного уравнения нестационарной теплопроводности для многослойной области с помощью функционала правдоподобия; •универсальная модель процесса теплопередачи многослойных объектов на базе решения обратной задачи уравнения нестационарной теплопроводности с помощью функционала правдоподобия при неполном наборе входных данных.

2. Разработан универсальный метод оценки достоверности результатов теплового неразрушающего контроля ограждающих конструкции зданий в условиях априорной неопределенности их качества и отсутствия эталона и метод определения погрешностей измерений.

3. Получены основные закономерности процессов ТНК:

•определены зависимости приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций зданий(несущих стен) от теплофизических и геометрических характеристик;

• текущего положения точки росы и плоскости промерзания в реальных условиях эксплуатации исследуемых объектов, в частности, выявлено, что наиболее важным параметром для определения точки росы является начальное содержание влаги в материале;

•зависимости сопротивления теплопередаче свегопрозрачных ограждающих конструкций от наиболее критического параметра - величины термического сопротивления воздушного зазора между стеклами. По результатам разработанных технических решений получено решение на выдачу патента на изобретение по заявке №2004110611/04 от 08.04.2004г.

Практическая ценность работы состоит в следующем.

1.Разработаны и реализованы технологии и методики, позволяющие в реальных условиях эксплуатации объектов определять:

• текущее значение сопротивления теплопередаче в локальной зоне и приведенное сопротивление теплопередаче несущих стен;

• текущее положения точки росы и плоскости промерзания; •сопротивление теплопередаче свегопрозрачных конструкций.

2.Разработан программно-аппаратный комплекс измерения в классе теплового неразрушающего контроля

•локальных теплофизических характеристик наружных ограждающих конструкций(несущих стен, свегопрозрачных конструкций), •приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций(несущих стен, свегопрозрачных конструкций),

• нахождения текущего положения плоскости промерзания и точки росы, •абсолютного значения температуры и разности температуры окружающего воздуха и на поверхности объекта;

•адекватных значений теплового потока;

•выбора оптимальных средств для бесконтактной регистрации пространственного распределения тепловых полей;

•корректного пространственного распределения температурного поля на поверхностях объектов с помощью тепловизионной камеры. З.Разработан математический аппарат (метод) и пакет прикладных программ оценки достоверности результатов теплового неразрушающего контроля промышленных объектов в условиях априорной неопределенности их качества и отсутствия эталона и метод определения погрешностей результатов контроля в зависимости от погрешности входных данных.

Реализация результатов работы.

Разработанные методики, программно-аппаратные средства многоканального автоматизированного ТНК, физико-математические модели определения теплотехнических характеристик стен и свегопрозрачных конструкций, определения точки росы и плоскости промерзания и различные элементы программного обеспечения использованы на 5 предприятиях различных отраслей промышленности: АМО "ЗИЛ", НПО "Композит", НПО "Молния", ООО "Технологический Институт "ВЕМО", ОАО "Мосгортепло". Экономический эффект от внедрения созданных технологий на указанных предприятиях составляет 6790000 рублей за отопительный сезон.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на конференциях:

16-я Российская научно-техническая конференция «Неразрушающий контроль и диагностика», г. С.-Петербург, 9-12 сентября 2002г.;

Международная конференция 3-го Международного Форума «Высокие технологии оборонного комплекса», г. Москва, 22-26 апреля 2002г., ВК «ЭКСПОЦЕНТР» на Красной Пресне;

3-я международная конференция «Компьютерные методы и обратные задачи в неразрушающем контроле и диагностике», г. Москва, 18-21 марта 2002г.;

6-я международная конференция «QIRT 2002 : 6th International Conference on Quantitative Infrared thermography», Хорватия, 24-27сентября 2002 г.;

4-ыЙ Всероссийский с Международным участием научно-практический семинар, Санкт-Петербург, Россия, 16-18 декабря 2003г.;

Quantitive NDE(QNDE), Висконсин, США, 27июля-1 августа, 2003г.;

7-я международная конференция «QIRT 2004: 6th International Conference on Quantitative Infrared thermography», Брюссель, Бельгия, 5-8 июля 2004г.; Всемирная конференция по неразрушающему контролю World Conference of NonDestractive Testing, Канада, 29 августа - 4 сентября 2004г.; Публикации. По материалам диссертации опубликовано 23 печатные работы, из них 19 печатных статей, 2 методики, одна книга и одно положительное решение о выдаче патента.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы, включающего 138 наименований и 10

s

приложений. Основной текст диссертации содержит 148 страниц машинописного текста, 79 иллюстраций, 5 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

В главе 1 изучается современное состояние методов и средств теплового неразрушающего контроля диагностики технического состояния строительных объектов.

Проведен анализ современного состояния методов и средств теплового неразрушающего контроля, являющегося одним из наиболее эффективных и оптимальных инструментов для решения широкого круга задач в строительной индустрии, что исключительно важно для технологически развитых стран, когда новые высокие технологии выходят на передний план. Впервые тепловизоры для инспекции зданий начали применять в середине 60-х годов. В конце 70-х и начале 80-х годов, когда стремительно выросли цены на энергосители, тепловизоры в западных странах стали распространенным инструментом для определения текущего состояния конструкций. Далее было разработано и модифицировано большое количество различных технологий инспекции строительных сооружений, однако, на данный момент они позволяют производить преимущественно качественный контроль объектов без определения количественных характеристик.

Основной проблемой в осуществлении тепловой дефектометрии является необходимость решения обратной задачи нестационарной теплопроводности. С целью упрощения математических выкладок решение поставленной в трехмерной пространственной области обратной задачи ТНК обычно заменяют набором локально-одномерных обратных задач ТНК. Для того чтобы решить обратную задачу необходимо и достаточно решить набор одномерных обратных задач. Доказано существование и единственность решения одномерных обратных задач в ограниченной области пространства параметров. Одномерная обратная задача является корректной. Поэтому для решения обратной задачи ТНК в многослойном объекте необходимо разработать метод, основанный на численном решении набора прямых одномерных задач, посредством выделения явной зависимости от части параметров. В соответствии с европейскими стандартами по вычислению теплотехнических характеристик свегопрозрачных конструкций тепловые потери всего окна вычисляются на основе тепловых потерь отдельных его составляющих: коробки окна, переплета и остекления. В настоящий момент коэффициенты сопротивления теплопередаче вычисляются двумя способами: •Упрощенным способом на основе EN ISO 10077-1, в котором представлена таблица для некоторых типов коробки окна, переплета и остекления; •Детализированным способом на основе EN ISO 10077-2, в котором представлены численные модели на основе метода разбиения на конечные элементы для детального моделирования конструкций, включая воздушные зазоры между стеклами. Проведенный анализ литературы показал, что, несмотря на обилие регламентирующих документов о величине приведенного сопротивления

теплопередаче свегопрозрачных конструкций, значение приведенного сопротивления теплопередаче окон на практике может отличаться на 30-50%, что ведет к дополнительным теплопотерям через рассматриваемый элемент наружных ограждающих конструкций. Однако на данный момент не создано физико-математической модели, позволяющей на практике определять теплофизические характеристики свегопрозрачных ограждающий конструкций зданий.

Задача определения текущего положения фронта промерзания в наружных ограждающих конструкций зданий и сооружений непосредственно связана с исследованием условий формирования и динамики фазового перехода в системе "жидкость - твердое тело". Как показали исследования, первая математическая модель процессов замерзания и оттаивания жидкости в пористых материалах была впервые представлена в 1950-е годы Лыковым, рассматривающим совместно явления тепло- и влагопереноса. Исследованию процессов влаго- и теплопереноса с помощью тепловизионной камеры посвящена работа. Но вплоть до настоящего момента не разработана теория решения задачи Стефана для многослойных объектов различных форм и материалов и адаптации данной модели для практического расчета текущего положения точки росы и плоскости промерзания.

Сделан анализ состояния оценки достоверности результатов ТНК. Показано, что превалирующим методом являются лабораторные исследования с использованием термокамеры, имеющим низкую точность получаемых результатов. В области теплового неразрушающего контроля многослойных объектов оценка достоверности результатов контроля и определение погрешности методики измерений многослойных объектов не исследовано. Проведен анализ возможностей определения погрешностей сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций зданий (стен и свегопрозрачных ограждений), текущего положения точки росы и плоскости промерзания. Выявлено, что наибольшая погрешность результата связана с ошибкой определения температуры с помощью стандартных датчиков температуры и плотности теплового потока.

Показано, что решение проблемы достоверного, объективного и адекватного ТНК строительных конструкций возможно только при комплексном подходе к ее решению с использованием различных физико-математических моделей и средств контроля. Метод комплексного решения подразумевает адаптацию средств контроля, разработку технологий и суперпозицию ряда физико-математических моделей на основе решения системы нелинейных обратных задач теплопроводности в многослойных областях задач текущего определения в реальных условиях эксплуатации исследуемых объектов:

• локальных теплофизических характеристик(коэффициента теплопроводности

и коэффициентов теплоотдачи), сопротивления теплопередаче в локальной

зоне и приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждающих

конструкций зданий(несущих стен);

• фактического положения точки росы и плоскости промерзания;

• теплофизических характеристик светопрозрачиых ограждающих конструкций и определения приведенного сопротивления теплопередаче. Однако показано, что требуется оптимизировать технологию и средства измерений, а, также, разработать методику выбора приборного парка, оптимально решающего конкретные задачи бесконтактной (тепловизионной) и контактной регистрации тепловых полей, по критерию цена/качество, т.е. обеспечивающего получение адекватных и достоверных результатов при приемлемой стоимости контроля.

Проведенный анализ позволил сформулировать задачи исследования.

В главе 2 приводится теоретическое обоснование процесса теплового неразрушагощего контроля и диагностики технического состояния строительных объектов.

Для теоретических исследований процесса ТНК разработана универсальная комплексная физико-математическая модель на основе решения системы нелинейных обратных задач теплопроводности в многослойных областях. Рассмотрены общие вопросы постановки прямой и обратной задачи теплопроводности в классе ТНК. Разработан метод решения обратной задачи на основе обработки полного или частичного "функционала правдоподобия" посредством выделения явной зависимости от части параметров, то есть наложением связей.

Разработаны методы и критерии выбора неизвестных теплофизических характеристик объектов разной природы по их отклику в виде температур. Предложен метод упрощения полного "функционала правдоподобия" с помощью выделения явной зависимости от части параметров для определения теплотехнических характеристик (текущее значение коэффициента теплопроводности и коэффициент теплоотдачи снаружи и/или внутри ограждающей конструкции) ограждающих конструкций зданий и строительных объектов на основе решения обратной задачи теплопроводности. Для решения задачи определения текущего положения плоскости промерзания в строительных сооружениях на базе универсальной модели была разработана специализированная физико-математическая модель.

Формулировка задачи Стефана для жидкой фазы вблизи точки, соответствующей температуре фазового перехода, в одномерном приближении на интервале выглядит следующим образом:

где Т(хД) - распределение температуры, хк - координата границы фазового перехода, Б1е - число Стефана, 81с = С2ДТгес/ Ь, Сг - теплоемкость жидкой фазы, - скрытая теплота фазового перехода, -"референсная"

температура, определяемая в термокамере.

Рассмотрена задача Стефана о перемещении границы плоскости промерзания во время фазовых переходов жидкость - твердое тело для многослойных объектов, аналитическое решение которой возможно лишь для ограниченного набора форм тел и граничных условий. Так как в реальных случаях на практике для расчета, например, текущей координаты фронта промерзания в многослойных наружных ограждающих конструкциях, приходиться иметь дело с многослойными, разнородными по теплофизическим характеристикам материалами, с заданием переменных во времени температуры среды и коэффициента теплоотдачи на поверхности, то применено численное моделирование на основе интегрирования уравнения теплопроводности и влагопереноса. Для решения данной задачи нестационарной теплопроводности процесс фазового перехода учитывается резким скачком удельной теплоемкости материала в окрестности температуры фазового перехода, причем на внешней и внутренней поверхностях стенки задается весь возможный набор граничных условий.

Решение задачи по определению фронта промерзания в многослойных конструкциях находит также свое практическое применение как составная часть процедуры определения текущей координаты точки росы. Для определения текущей координаты точки в наружных ограждающих конструкциях вводятся два дополнительные массива значений: массив температур и соответствующие температурам значения парциального давления насыщенных водяных паров, находящихся в воздухе. Вводится также величина относительной влажности воздуха во внутренней среде.

Для определения текущих теплофизических характеристик светопрозрачных ограждающих конструкций на базе универсальной модели была разработана специализированная физико-математическая модель. Выявлено, что в величину сопротивления теплопередаче светопрозрачного ограждения наибольший вклад вносит величина термического сопротивления воздушного зазора между стеклами. Для определения величины сопротивления теплопередаче светопрозрачного ограждения было найдено решение нелинейного уравнения теплопроводности в нестационарной постановке для многослойной пластины, имитирующей систему стекло - воздушный зазор - стекло. Так как на практике для расчета, например, теплофизических характеристик, мы имеем дело с многослойными, разнородными по теплофизическим характеристикам материалами, с заданием переменных во времени температуры среды и коэффициента теплоотдачи на поверхности, то применено численное моделирование. Исходная задача приводится к задаче об экстремуме "функционала правдоподобия", дающего степень удаленности посчитанной температуры с помощью решения прямой задачи теплопроводности от ее измеренного значения.

Проведены теоретические исследования моделей и процессов теплового неразрушающего контроля:

- показано соответствие между решениями задачи теплопроводности, решаемой численно и аналитически в рамках разработанных физико-матемагических моделей. Также показан процесс установления периодического решения,

характерное время которого в несколько раз меньше характерного времени для задач теплопроводности,

- приведены численные расчеты хода плоскости промерзания в многослойных конструкциях для аналитического и численного решения задачи Стефана,

- рассмотрены численные расчеты для определения текущей координаты точки росы в многослойных объектах,

-, приведены примеры численного моделирования по влиянию различных параметров на величину сопротивления теплопередаче двойного и тройного стеклопакета с воздушными прослойками для спаренных и раздельных переплетов. Обнаружено, что установившееся тепловое состояние стеклопакетов наступает через несколько часов.

Произведен анализ погрешностей теплового неразрушающего контроля на примере определения теплотехнических характеристик многослойных наружных ограждающих конструкций, реализованных в разработанном комплексе. Показано что относительная погрешность разработанных методик е превышает 15%. Например, формула для сопротивления теплопередаче многослойной ограждающей конструкции с учетом оценки стандартного отклонения R. выглядит следующим образом:

а1", аа и X - оценки значений коэффициентов теплоотдачи на внутренней и внешней поверхностях и коэффициента теплопроводности исследуемого слоя, а методические, - приборные погрешности

рассмотренных величин.

В главе 3 приводятся методические принципы разработки технических и программно-аппаратных средств теплового неразрушающего контроля и диагностики технического состояния строительных объектов. Проведенные теоретические исследования позволили разработать требования к методу и программно-аппаратному комплексу ТНК строительных сооружений. В соответствии с требованиями разработан и реализован программно-аппаратный комплекс "Wemo Building", предназначенный для определения ряда теплотехнических характеристик многослойных строительных объектов по результатам их натурных измерений в классе теплового неразрушающего контроля.

Разработаны алгоритм, технологии измерения и программно-аппаратный комплекс 'Wemo Building" на основе корректно собранных экспериментальных входных данных решает следующие задачи: •Расчет сопротивления теплопередаче в локальных точках строительных объектов (например, наружных ограждающих конструкций: несущих стен и свегопрозрачных конструкций) в реальных условиях их эксплуатации (в условиях нестационарного процесса теплопередачи через контролируемый объект, т.е. с учетом его тепловой инерции).

•Расчет приведенного сопротивления теплопередаче по всей поверхности строительной конструкции в условиях, аналогичных предыдущему пункту.

• Расчет сопротивления теплопередаче свегопрозрачных ограждающих конструкций, в частности, окон;

• Расчет текущего положения точки росы и положения плоскости промерзания строительный конструкции.

•Подготовка отчета о результатах работы в заданном формате, а также о состоянии контролируемого объекта в формате файла с расширением html. Создана технология измерения с минимальной погрешностью абсолютного значения температуры и разности температуры воздуха и на поверхности объектов и конструкция датчиков (измерения абсолютного значения температуры и разности температуры воздуха и на поверхности объектов, а также лучистой составляющей теплового потока) в классе теплового неразрушающего контроля для адаптации современных

программно-аппаратных средств под корректное решение задач. Исследована проблема

достоверности определения

плотности теплового потока. Предложен альтернативный метод измерения плотности теплового Рис.1. График величины возмущения потока, снижающий ошибку температурного поля, вносимого измерения до величины, меньшей датчиком Щ£,х,у,г) при у =0 и 10%. Произведены оценки точности различных значениях г . используемого метода. Величина

возмущения температурного поля, вносимая датчиком толщиной L равна K(X,L,x,y,z):

Показано, что можно достичь точности измерения плотности теплового потока порядка нескольких процентов Предложена схема измерения плотности теплового потока, которая позволяет существенно уточнить измеренное стандартными датчиками значение плотности теплового потока и может быть достаточно просто реализована на практике.

Определены области применения приборов бесконтактной регистрации температурных полей для задачи ТНК наружных ограждающих конструкций с определением количественных значений их теплотехнических характеристик с приемлемой для практического применения погрешностью и производительностью.

Схема комплексного теплового контроля строительных сооружений

Бесконтактные измерения Контактные измерения

Рис.2. Схема комплексного метода теплового неразрушающего контроля.

Показано, что для практического решения задач ТНК и определения теплотехнических характеристик реальных крупногабаритных строительных конструкций в соответствии с требованиями нормативной документации, наиболее приемлемыми являются тепловизионные системы. Блок-схема системы теплового неразрушающего контроля и диагностики энергосбережения строительных зданий и сооружений, представленная на рисунке 2.

Разработаны 2 методики контроля, утвержденные в Министерстве Энергетики РФ и сертифицированные в Госстандарте РФ.

В главе 4 приведены экспериментальные исследования и внедрение теплового неразрушающего контроля для определения теплотехнических характеристик и контроля температурно- влажностного режима строительных объектов.

Путем сопоставления результатов численного моделирования и экспериментальных данных по определению текущего положения точки росы и плоскости промерзания решена задача экспериментального подтверждения адекватности и достоверности созданных методик и программно-аппаратных средств теплового неразрушающего контроля для определения текущих теплофизических характеристик и текущего положения точки росы и плоскости промерзания зданий и строительных сооружений на характерном объекте в условиях их реальной эксплуатации На основании разработанной методики выдаются рекомендаций для "передвижения" текущей координаты точки росы в необходимом направлении с целью устранения образовавшихся дефектов(образование мест локального скопления влаги на потолке, намокание стен, отслоение обоев и штукатурки ) вследствие особого температурно-влажностного режима

Рис3. График изменения текущей координаты точки росы и плоскости промерзания, а также температуры точки росы с течением времени

Рис 4 Фотографии торца модельного образца после эксперимента

Экспериментальные исследования на эталонном образце показали, что

разработанная методика расчета текущей координаты плоскости промерзания адекватно

описывает соответствующие физические процессы (рис3 и рис 4), дает хорошее

соответствие полученных

экспериментальных и численных результатов (рис 5) и позволяет обеспечивать погрешность

-■—стена снаружи • стена внутри

Эксперимент

Рис 5 График течением времени

температуры с

определения текущего положения до 20% в контролируемом объекте.

Согласно

проведенных

измерений н

объекте

адекватность

технологии

результатам натурных строительном подтверждена модели и определения

Рис.6. Зависимость среднеквадратичного "функционала правдоподобия" на внешней поверхности внешнего стекла и внутренней поверхности внутреннего стекла, и термического сопротивления теплопередаче воздушного зазора между стеклами и стеклопакета при изменении значений степени черноты поверхности внешнего и внутреннего стекол

текущих теплофизических характеристик с

погрешностью определения сопротивления теплопередаче свегопрозрачных конструкций не выше 15%. Типичная зависимость

варьируемого функционала правдоподобия представлена на рисунке 6.

Также экспериментально продемонстрирована существенная погрешность зависимости определения температуры, детектируемой тепловизором, от угла съемки

и расстояния до объекта, имеющая экспоненциальный характер. Так как относительное отклонение значения, измеренного тепловизором, от истинного значения температуры достигает 25%, то для прецизионного определения температуры по термограмме необходимо производить калибровочные преобразования, описываемые приведенными формулами. Также экспериментально

продемонстрирована существенная погрешность зависимости определения температуры, детектируемой

тепловизором, от угла съемки и расстояния до объекта, имеющая экспоненциальный характер. Так как относительное отклонение значения, измеренного тепловизором, от истинного значения температуры достигает 25%, то для прецизионного определения температуры по термограмме необходимо производить калибровочные преобразования, описываемые приведенными

формулами.

Нормированная гистограмма измеренных сопротивлений от заявленных и экспоненциальное распределение, ее аппроксимирующее.

Рис.7.

отстроек

Разработана и применена методика оценки достоверности тепловизионного бесконтактного контроля теплотехнических характеристик наружных ограждающих конструкций в реальных условиях проведения измерений и априорной неопределенности их качества. На примере ТНК ограждающих конструкций жилого здания рассмотрена конкретная реализация промышленного контроля объекта в натурных климатических условиях на основе разработанного метода на основе статистической обработки результатов контроля более 200 объектов (рис.7). Достоверность методики ТНК ограждающих конструкций с помощью подсчета относительной погрешности составляет 98%.

Результаты диссертационной работы в т.ч. результаты теоретических исследований, 2 разработанные методики и программно-аппаратные средства автоматизированного ТНК использованы на 5 предприятиях и надзорных организациях.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана многофункциональная физико - математической модель процессов теплового неразрушающего контроля

• тепло- и влагопереноса во время фазовых переходов жидкость - твердое тело в многослойных объектах на основе решения нелинейной задачи Стефана; •процесса теплопередачи для свегопрозрачных ограждающих конструкций (окон и балконных дверей) с учетом эффективного термического сопротивления воздушного зазора между стеклами на базе решения обратной задачи нелинейного уравнения нестационарной теплопроводности для многослойной области с помощью функционала правдоподобия; •процесса теплопередачи для многослойных объектов(несущих стен) на базе решения обратной задачи уравнения нестационарной теплопроводности с помощью функционала правдоподобия при неполном наборе входных данных.

2. Разработан универсальный метод оценки достоверности и метод определения погрешностей результатов теплового неразрушающего контроля строительных объектов в условиях априорной неопределенности их качества и отсутствия эталона.

3. Создана оптимальная технология и аппаратура измерения в классе теплового неразрушающего контроля для адаптации современных программно-аппаратных средств под корректное решение задач определения локальных теплофизических характеристик наружных ограждающих конструкций(несущих стен и свегопрозрачных конструкций), определения приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций(стен, окон и балконных дверей), определения текущего положения плоскости промерзания и точки росы, с максимальной точностью измерений:

•технология измерения абсолютного значения температуры и разности температуры воздуха и на поверхности объекта;

• технологии измерения и определения адекватных значений теплового потока;

•технологии выбора оптимального прибора для бесконтактной регистрации пространственного распределения тепловых полей;

• технологии корректного измерения пространственного распределения температурного поля на поверхностях объектов с помощью тепловизионной камеры.

4. На основе теоретических и экспериментальных исследований процесса теплового неразрушающего контроля строительных объектов получены основные закономерности процесса и принципов диагностики в реальных условиях эксплуатации исследуемых объектов и ситуационные рекомендации по устранению неблагоприятных условий по следующим задачам:

• зависимости приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций зданий(несущих стен) от теплофизических и геометрических характеристик;

•зависимости текущего положения точки росы и плоскости промерзания в реальных условиях эксплуатации исследуемых объектов, в частности, выявлено, что наиболее важным параметром для определения точки росы является начальное содержание влаги в материале;

•зависимости сопротивления теплопередаче свегопрозрачных ограждающих конструкций от наиболее критического параметра - величины термического сопротивления воздушного зазора между стеклами. Разработаны требования к техническим и программным средствам теплового неразрушающего контроля.

5. Разработан модульный пакет программ на базе интегрирующей оболочки с выдачей отчета для осуществления моделирования теплофизических процессов, связанных с многослойными объектами различной природы и позволяющей определять следующие характеристики конструкций в реальных условиях эксплуатации исследуемых объектов:

•текущие локальные теплофизические характеристики и приведенное сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций зданий(стен);

• фактическое положение точки росы и плоскости промерзания;

•текущие теплофизические характеристики свегопрозрачных ограждающих конструкций(окон и балконных дверей).

6. Разработаны методики определения

•приведенного сопротивления теплопередаче свегопрозрачных ограждающих конструкций;

•контроля температурно-влажностного режима состояния конструкций строительных зданий и сооружений и определения текущего положения плоскости промерзания и точки росы.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Тепловая дефектометрия зданий и строительных сооружений / О.Н. Будадин, Е.В. Абрамова, М.А. Родин, О.В. Лебедев // Дефектоскопия.- 2003.-№5.- С. 77-94.

2. Методика выбора аппаратуры для бесконтактного теплового неразрушающего контроля сооружений / О.Н. Будадин, Е.В. Абрамова, Т.Е. Троицкий-Марков, О.В. Лебедев // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века.- 2002,- №8.- С. 21-24.

3. Разработка теплового метода промышленного контроля зданий и строительных сооружений/О.Н. Будадин, Е.В. Абрамова, Т.Е. Троицкий-Марков, О.В. Лебедев [электронный pecypc]//XVI конференция Неразрушающий контроль и диагностика.- Сборник статей по материалам XVI конференции "Неразрушающий контроль и диагностика".-СПб, 2002.- 4-3-06.

4. Аппаратура бесконтактной регистрации тепловых полей для теплового неразрушающего контроля и определения теплотехнических характеристик зданий и строительных сооружений / О.Н. Будадин, Е.В. Абрамова, М.А. Родин, О.В. Лебедев //Энергонадзор и энергосбережение сегодня.-2002.-№3(11).-С. 46-54.

5. Creation of method of sort's defining and defect's characteristics at thermal nondestructive testing (TNT) / O.N. Budadin, O.V. Lebedev, E.V. Abramova, MA. Rodin // 6th international conference on quantitative infrared thermography QIRT'2002".- Proceedings of 6th international conference on quantitative infrared thermography QIRT'2002".- Croatia, 2002.- Pp. 25-31.

6. Сучков В.И., Автоматизированная тепловизионная лаборатория «ВЕМО -2000» - высокоэффективный и универсальный инструмент определения теплотехнических характеристик наружных ограждающих конструкций зданий и других сооружений / В.И. Сучков, О.В. Лебедев// Энергосбережение в Саратовской области.- 2002.- №3(9).- С. 42-45.

7. Навесные вентилируемые фасады (Часть 1) / Е.В. Абрамова, О.В. Лебедев, В.Г. Авраменко // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века.- 2003.- №4(51).- С. 48-49.

8. Навесные вентилируемые фасады (Часть 2) /Е.В. Абрамова, О.В. Лебедев, В.Г. Авраменко // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века.- 2003.- № 5(52).- С. 40-42.

9. Thermal Nondestructive Testing of Buildings and Builded Constructions / O.N. Budadin, O.V. Lebedev, E.V. Abramova, MA. Rodin // Russian Journal of Nondestructive Testing.- 2003.- vol. 39, iss. 5, Pp. 395-409.

10. Автоматизированный тепловой неразрушающий контроль и дефектометрия материалов, изделий и оборудования в промышленности / О.Н. Будадин, Е.В. Абрамова, Т.Е. Троицкий-Марков, О.В. Лебедев //Энергослужба предприятий.-2003.- №2(4).- С. 48-52.

И. Практическая реализация теплового неразрушающего контроля зданий и строительных сооружений/О.Н. Будадин, О.В. Лебедев, Е.В. Абрамова, В.Г. Авраменко, Т.Е. Троицкий-Марков//Сб. докл. 4го Всероссийского с

Международным участием научно-практического семинара.-СПб,2ОО4.-С.1О6-107.

12. Определение позиций фронта промерзания и точки росы в зданиях и строительных конструкциях/О. Н.Будадин, М.Н.Слитков, О.В.Лебедев, Е.В.Абрамова, В.Г.Авраменко//Сб. докл. 4го Всероссийского с Международным участием научно-практического семинара.-СПб,2004.-С.108-109.

13. Коррекция абсолютного значения температуры регистрируемой тепловизионной инфракрасной камерой / О.В. Лебедев, О.Н. Будадин, Е.В. Абрамова, В.Г. Авраменко, Т.Е. Троицкий-Марков // Сб. докл. 4-ого Всероссийского с Международным участием нгучно-практический семинара.-СПб, 2004.- С. 110-111.

14. Заявка Российская Федерация.- Тепловой неразрушающий контроль многослойных изделий/ Технологический институт "ВЕМО".-№2004110611/04; заявление 08.04.2004г.- 5с.

15. Измерения в электромагнитных полях / Ю.К. Казаров, О.Н. Будадин, Т.Е. Троицкий-Марков, О.В. Лебедев.- М.: ВИНИТИ РАН.- 2003-196 с.

16. МЕТОДИКА диагностики и энергетических обследований свегопрозрачных наружных ограждающих конструкций строительных сооружений тепловизионным бесконтактным методом: атт. Госстандартом РФ, свидетельство об аттестации №52/442-2004 / О.Н. Будадин, О.В. Лебедев, В.И. Сучков, Т.Е Троицкий-Марков, Е.В. Абрамова, В.Г. Авраменко.- М., 2004.

17. МЕТОДИКА диагностики и определения текущего положения точки росы и плоскости промерзания наружных,, ограждающих конструкций строительных сооружений тепловизионным бесконтактным методом: атт. Госстандартом РФ, свидетельство об аттестации №51/442-2004 / О.Н. Будадин, О.В. Лебедев,. Сучков В. И, Троицкий-Марков Т.Е., Абрамова Е.В., Авраменко ВТ.-М., 2004.

18. Корректное, измерение распределения температурного поля на поверхностях объектов с помощью тепловизионной камеры / О.В. Лебедев, О.Н. Будадин, В.Г. Авраменко, Е.В. Абрамова // Неразрушающий контроль и диагностика окружающей среды, материалов и промышленных изделий: Межвуз. сб.-СПб.:СЗТУ, 2ОО4.-Вып.9.-С. 94-99.

19. Исследование явлений тепло- и влагопереноса при периодических процессах во время фазовых переходов жидкость-твердое тело / О.Н. Будадин, М.Н. Слитков, Е.В. Абрамова, О.В. Лебедев, В.Г. Авраменко, А.И. Потапов // Неразрушающий контроль и диагностика окружающей среды, материалов и промышленных изделий: Межвуз. сб.-СПб.:СЗТУ, 2ОО4.-Вып.9.-С. 99-117.

20. Определение времени остывания жилого дома при отключении теплоснабжения и планировании ремонта в зимний период / О.Н. Будадин, М.Н. Слитков, Е.В. Абрамова, О.В. Лебедев, А.И. Потапов // Неразрушающий контроль и диагностика окружающей среды, материалов и промышленных изделий: Межвуз. сб.-СПб.:СЗТУ, 20О4.-Вып.9.-С. 117-125.

21. Корректное определение плотности теплового потока, проходящего через поверхность объекта, в тепловом неразрушающем контроле / В.Г. Авраменко, О.Н. Будадин, О.В. Лебедев, Е.В. Абрамова // Неразрушающий

контроль и диагностика окружающей среды, материалов и промышленных изделий: Межвуз. сб.-СПб.:СЗТУ, 2ОО4.-Вып.9.-С. 143-153.

22. Использование метода эталонного слоя в тепловом неразрушающем контроле строительных сооружений / В.Г. Авраменко, ОЛ. Будадин, О.В. Лебедев, Е.В. Абрамова // Неразрушающий контроль и диагностика окружающей среды, материалов и промышленных изделий: Межвуз. сб.-СПб.:СЗТУ, 2ОО4.-Вып.9.-С. 143-153.

23. THERMAL NONDESTRUCTIVE TESTING OF BUILDINGS IN PRACTICE / O. Lebedev, D. Kirzhanov, V. Avramenko and 0. Budadin // Proceedings of 16th WCNDT. -Montreal,2004.-№ 609.- Pp.1-8.

Автореферат

ТЕПЛОВОЙ МЕТОД НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ СТРОИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ

Лебедев Олег Вадимович

Сводный темплан 2004г. Лицензия ЛР № 020308 от 14.02.97.

Подписано в печать 05.11.2004 Формат 60x84 1/16

Б.кн.-журн.П.л. 1 Б.л.0,75 РТП РИО СЗТУ

_Тираж 70_Заказ 976_

Северо-Западный государственный заочный технический университет РИО СЗТУ, член Издательско-полиграфической ассоциации вузов Санкт-Петербурга 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5.

Р2 693 0

Введение.

1. Современное состояние методов и средств теплового неразрушающего контроля диагностики технического состояния и энергоэффективности строительных промышленных объектов.

1.1 .Анализ современного состояния физико-математического моделирования комплексного процесса ТНК.

1.1.1 .Современное состояние проблемы адекватного математического моделирования процесса контроля и методов решения обратных задач.

1.1.2.Анализ современного состояния диагностики наружных ограждающих конструкций(несущих стен) строительных объектов методами теплового неразрушающего контроля.

1.1.3.Современное состояние методов и средств определения точки росы и положения плоскости промерзания

1.1.4.Анализ методов и средств определения теплофизических характеристик свегопрозрачных ограждающих конструкций.

1.1.5.Современное состояние методов оценки достоверности результатов контроля в условиях априорного отсутствия эталона и определение погрешности измерений.

1.2.Современное состояние аппаратуры теплового неразрушающего контроля

1.3. Постановка задачи исследования.

2.Теоретическое обоснование процесса теплового неразрушающего контроля и диагностики технического состояния и эффективности энергосбережения строительных объектов.

2.1.Разработка многофункциональной физико-математической модели процессов теплового неразрушающего контроля.

2.1.1 .Постановка и решение прямой и обратной задачи уравнения теплопроводности.

2.1.2.Разработка математической модели определения теплотехнических характеристик строительных объектов на основе решения обратной задачи теплопроводности.

2.1.3.Разработка физико-математической модели для исследования явлений тепло- и влагопереноса во время фазовых переходов жидкость - твердое тело в многослойных строительных объектах.

2.1.3.1 .Общая формулировка задачи.

2.1.3.2.Аналитическое решение задачи о границе плоскости промерзания

2.1.3.3.Численное решение задачи о перемещении границы промерзания

2.1.3.4.Модель определения текущей координаты точки росы.

2.1.4.Разработка физико-математической модели для теплового неразрушающего контроля свегопрозрачных ограждающих конструкций.

2.1.4.1.Физико-математическая модель.

2.1.4.2.Численное решение задачи нестационарной теплопередачи системы "стекло - воздушный зазор - стекло".

2.2. Теоретическое исследование моделей и процессов ТНК.

2.2.1.Сравнение теоретических результатов аналитического и численного решений задачи теплопроводности с периодическими граничными условиями.

2.2.2.Теоретическое исследование функционала правдоподобия от основных параметров при симуляция натурных результатов.

2.2.3.Теоретическое исследование возможности определения текущего положения плоскости промерзания в многослойных конструкциях.

2.2.4,Определение теплотехнических характеристик свегопрозрачных конструкций строительных объектов.

2.3.Аналитический и численный методы анализа оценки погрешностей моделей ТНК.

2.4. Выводы по разделу.

3.Методические принципы разработки технических и программно-аппаратных средств теплового неразрушающего контроля и диагностики технического состояния строительных объектов.

3.1. Разработка требований к техническим и программно- аппаратным средствам.

3.2. Разработка алгоритма, технологии измерения и автоматизированной системы теплового неразрушающего контроля для определения теплотехнических характеристик ограждающих конструкций зданий.

3.3. Разработка алгоритма, технологии измерения и контроля температурно-влажностного режима строительных объектов.

3.4. Разработка алгоритма и технических средств измерения теплотехнических характеристик свегопрозрачных ограждающих конструкций.

3.5. Разработка технологии оптимального измерения температуры и теплового потока для минимизации погрешности.

3.5.1.Технология корректного экспериментального измерения температуры на поверхности объекта.

3.5. 2.Технология корректного экспериментального измерения температуры воздуха.

3.5. 3.Разработка датчика для корректного измерения лучистой составляющей теплового потока.

3.6. Разработка технологии измерения тепловых потоков.

3.6.1 .Исследование возмущения температурного поля.

3.6.2.Разработка метода определения истинной плотности теплового потока.

3.6.3.Разработка схемы самокалибрующегося датчика для измерения теплового потока.

3.7. Разработка метода выбора оптимальных параметров для бесконтактной регистрации пространственного распределения тепловых полей.

3.8. Метод определения приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций зданий тепловизионным методом.

3.9. Разработка программного обеспечения технологии автоматизированного теплового контроля теплотехнических характеристик и температурно-влажностного режима строительных объектов.

3.10.Выводы по разделу.

4. Экспериментальные исследования и внедрение автоматизированной системы теплового неразрушающего контроля для определения теплотехнических характеристик и контроля температурно- влажностного режима строительных объектов.

4.1. Экспериментальная проверка возможности определения текущего положения точки росы в строительных конструкциях.

4.2. Экспериментальные модельные исследования возможности определения текущего положения плоскости промерзания в строительных конструкциях.

4.3. Экспериментальные исследования возможностии определения теплофизических характеристик в реперной зоне ограждающих конструкций зданий.

4.4. Экспериментальные исследования возможности определения теплофизических характеристик свегопрозрачных ограждающих конструкций зданий.

4.5. Экспериментальные исследования возможности корректного измерения распределения температурного поля на поверхностях объектов с помощью тепловизионной камеры.

4.6. Результаты практического использования системы теплового неразрушающего контроля зданий и строительных сооружений и разработка инженерных ситуационных решений по санации зданий.

4.7. Теоретико-экспериментальные исследования оценки достоверности результатов теплового неразрушающего контроля ограждающих конструкций зданий и строительных объектов.

4.8. Внедрение автоматизированной системы теплового неразрушающего контроля для определения теплотехнических характеристик и контроля температурно- влажностного режима строительных объектов.

4.9. Выводы по разделу.

Основные результаты работы.

В настоящее время значительная часть основных фондов производственных строительных конструкций превысила допустимый ресурс эксплуатации и в связи с этим удельное потребление Россией условного топлива в несколько раз выше, чем в западных странах. Как показал анализ, в первую очередь на это влияют следующие факторы:

• сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций (несущие стены и светопрозрачные конструкции);

• текущее положение точки росы и плоскости промерзания в наружных ограждающих конструкциях.

Данные характеристики практически полностью описывают текущее теплотехническое состояние здания. В настоящее время эти характеристики рассчитываются на стадии проектирования объекта, а согласно нормативной документации должны определяться и в реальных условиях эксплуатации. Расчетные результаты имеют слишком большую погрешность и не отражают фактические эксплуатационные характеристики строительной конструкции, так как не учитывают наиболее важный этап между ее проектированием и эксплуатацией - этап строительства, на котором проектные характеристики конструкции могут быть существенно искажены как в лучшую, так и в худшую сторону. Часто сдаваемые в эксплуатацию строительные сооружения не соответствуют существующим нормам, например, по энергосбережению. При этом проекты всех сооружений прошли необходимые обязательные экспертизы и соответствуют строительным нормам. Это происходит по той причине, что в

Типичные источники энергетических потерь в здании

Твплопотври (%)

Естественная энергия

Солнце

Электрооборудование, люди

Привнесенная энергия

Дг•' Нагревание помещений

Чердаки, крыши 10-15%

Стены 35-40%

Фундамент, подвал 10-15%

Окна, двери 25-30%

Прочие утечки 5-10%

Рис.1. Доля теплопотерь через отдельные элементы здания процессе строительства происходят отступления от проектной документации, изменения в технологии, замена стройматериалов и др., что можно определить только на стадии натурных обследований. В дальнейшей эксплуатации по этой причине может произойти ухудшение характеристик объекта.

Не соответствие теплотехнических, эксплуатационных и энергетических характеристик объектов нормативным требованиям приводит к тому, что через наружные ограждающие конструкции (несущие стены и свегопрозрачные конструкции) теряется до 60% сверхнормативных потерь (рис.1), а сами конструкции разрушаются вследствие нештатных циклов промерзания и оттаивания. Кроме того, если точка росы находится внутри помещения, то это приводит к образованию конденсата на стенах, и, как следствие, к разрушению утеплителя или внутренней поверхности стены, а, также, образованию грибковых соединений, негативно влияющих на здоровье людей, проживающих в помещении.

Энергетической стратегией России на период до 2020 года определено, что до 3Л необходимого прироста энергопотребления страны должно быть обеспечено за счет энергосберегающих мероприятий, а энергоэффективность и энергосбережение должны быть основным приоритетом энергетической стратегии России. При этом по экспертным оценкам Госстроя РФ, только в зданиях массовых серий сверх нормы теряется до 40% поступающих в них энергоресурсов. Как показали исследования [1] и полученная в результате плановых энергетических обследований база данных на основе энергетического паспорта здания, регламентированного [2], можно добиться эффективного сокращения теплопотребления на отопление зданий и улучшения качества строительства (рис.2).

Актуальность данной работы подтверждается рекомендациями и нормативными документами, а именно протоколом совместного заседания Совета Безопасности Российской Федерации и президиума Государственного совета Российской Федерации от 24 февраля 2004 года №1[3], согласно которому следует "сконцентрировать усилия и ресурсы на реализации конкурентно способных технологий, направленных на повышение эффективности использования энергетических и природных ресурсов и других перспективных технологий". Следует отметить, что за развитие энергосберегающих технологий методами теплового неразрушаю щего контроля Указом Президента Российской Федерации была присуждена Государственная премия в области науки и техники за 2003 год [4]. Правительством Москвы принято Постановление "О Городской программе по энергосбережению" в городе Москве[2], направленное на развитие инновационных научно-исследовательских программ в сфере энергосбережений. Аналогичные постановления сейчас утверждаются в Санкт-Петербурге, Тамбовской, Калининградской и других регионах Российской Федерации, а территориальные строительные нормы приняты сейчас уже в 32 областей России.

Поэтому, учитывая общую интенсивную тенденцию развития методов и средств теплового неразрушаю щего контроля (ТНК) [5], продекларированную на Всемирной конференции по неразрушающему контролю, состоявшейся в начале сентября 2004 года в Монреале, представляется весьма актуальным разработка и внедрение комплекса технологий метода ТНК для определения приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций (несущих стен и светопрозрачных конструкций), определения точки росы и плоскости промерзания наружных ограждающих конструкций.

Цель работы - определение комплексных показателей качества строительства: приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций (несущих стен и светопрозрачных конструкций), точки росы и плоскости промерзания наружных ограждающих конструкций на

Повышение качества строительства с точки зрения энергосбережении жипде и административных зданий

2000 2001 2002 2О03 2004 2005

Рис.2. Повышение качества строительства зданий после введения энергетических обследований с использованием тепловизионного метода и прогнозирование результатов на дальнейший период базе комплексного обследования тепловизионными и другими средствами неразрушающего контроля в реальных условиях эксплуатации зданий.

Научная новизна заключается в следующем:

1. Разработана многофункциональная физико - математическая модель процессов теплового неразрушающего контроля строительных объектов

• тепло- и влагопереноса во время фазовых переходов жидкость - твердое тело в многослойных объектах на основе решения нелинейной задачи Стефана;

• процесс теплопередачи для светопрозрачных ограждающих конструкций (окон и балконных дверей) с учетом эффективного термического сопротивления воздушного зазора между стеклами на базе решения обратной задачи нелинейного уравнения нестационарной теплопроводности для многослойной области с помощью функционала правдоподобия;

• модель процесса теплопередачи многослойных объектов на базе решения обратной задачи уравнения нестационарной теплопроводности с помощью функционала правдоподобия при неполном наборе входных данных.

2. Разработан метод оценки достоверности результатов теплового неразрушающего контроля ограждающих конструкций зданий в условиях априорной неопределенности их качества и отсутствия эталона и метод определения погрешностей измерений.

3. Получены основные закономерности процессов ТНК:

• определены зависимости приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций зданий(несущих стен) от теплофизических и геометрических характеристик;

• текущего положения точки росы и плоскости промерзания в реальных условиях эксплуатации исследуемых объектов, в частности, выявлено, что наиболее важным параметром для определения точки росы является начальное содержание влаги в материале;

• зависимости сопротивления теплопередаче свето прозрачных ограждающих конструкций от наиболее критического параметра -величины термического сопротивления воздушного зазора между стеклами.

По результатам разработанных технических решений получено решение на выдачу патента на изобретение по заявке №2004110611/04 от 08.04.2004г.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1.Разработаны и реализованы технологии и методики, позволяющие в реальных условиях эксплуатации объектов определять:

• текущее значение сопротивления теплопередаче в локальной зоне и приведенное сопротивление теплопередаче несущих стен;

• текущее положения точки росы и плоскости промерзания;

• сопротивление теплопередаче свегопрозрачных конструкций.

2.Разработан программно-аппаратный комплекс измерения в классе теплового неразрушающего контроля

•локальных теплофизических характеристик наружных ограждающих конструкций(несущих стен, свегопрозрачных конструкций),

• приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций(несущих стен, свегопрозрачных конструкций),

• нахождения текущего положения плоскости промерзания и точки росы,

• абсолютного значения температуры и разности температуры окружающего воздуха и на поверхности объекта;

• адекватных значений теплового потока;

• выбора оптимальных средств для бесконтактной регистрации пространственного распределения тепловых полей;

• корректного пространственного распределения температурного поля на поверхностях объектов с помощью тепловизионной камеры. 3.Разработан математический аппарат (метод) и пакет прикладных программ оценки достоверности результатов теплового неразрушающего контроля промышленных объектов в условиях априорной неопределенности их качества и отсутствия эталона и метод определения погрешностей результатов контроля в зависимости от погрешности входных данных.

Разработанные методики, программно-аппаратные средства многоканального ТНК, физико-математические модели определения теплотехнических характеристик стен и свегопрозрачных конструкций, определения точки росы и плоскости промерзания и различные элементы программного обеспечения использованы на 6 предприятиях: AMO "ЗИЛ", НПО «Композит», НПО «Молния», комплекс архитектуры, строительства, развития и реконструкции города Москвы, Главмосстрой УНР ГМС «Спецстройэкология», ООО «Технологический институт «ВЕМО» и государственное унитарное предприятие правительства Москвы "Московское агентство по энергосбережению". Экономический эффект от внедрения созданных технологий на указанных предприятиях составляет 18 миллионов 740 тысяч рублей в год без учета неявной прибыли.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, вводов и списка литературы, включающего 138 наименований и 11 приложений. Основной текст диссертации содержит 148 страниц машинописного текста, 79 иллюстраций, 5 таблиц. В приложении помещены документы по метрологической аттестации и внедрению созданных методов и средств контроля.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана многофункциональная физико- математической модель процессов теплового неразрушающего контроля

1.1.тепло- и влагопереноса во время фазовых переходов жидкость - твердое тело в многослойных объектах на основе решения нелинейной задачи Стефана;

1.2. процесса теплопередачи для свегопрозрачных ограждающих конструкций (окон и балконных дверей) с учетом эффективного термического сопротивления воздушного зазора между стеклами на базе решения обратной задачи нелинейного уравнения нестационарной теплопроводности для многослойной области с помощью функционала правдоподобия;

1.3.процесса теплопередачи для многослойных объектов(несущих стен) на базе решения обратной задачи уравнения нестационарной теплопроводности с помощью функционала правдоподобия при неполном наборе входных данных.

2. Разработан метод оценки достоверности и метод определения погрешностей результатов теплового неразрушающего контроля строительных объектов в условиях априорной неопределенности их качества и отсутствия эталона.

3. Создана оптимальная технология и аппаратура измерения в классе теплового неразрушающего контроля для адаптации современных программно-аппаратных средств под корректное решение задач определения локальных теплофизических характеристик наружных ограждающих конструкций(несущих стен и свегопрозрачных конструкций), определения приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций(стен, окон и балконных дверей), определения текущего положения плоскости промерзания и точки росы, с максимальной точностью измерений:

3.1.технология измерения абсолютного значения температуры и разности температуры воздуха и на поверхности объекта

3.2.технологии измерения и определения адекватных значений теплового потока

3.3.технологии выбора оптимального прибора для бесконтактной регистрации пространственного распределения тепловых полей

3.4.технологии корректного измерения пространственного распределения температурного поля на поверхностях объектов с помощью тепловизионной камеры

На основе теоретических и экспериментальных исследований процесса теплового неразрушающего контроля строительных объектов получены основные закономерности процесса и принципов диагностики в реальных условиях эксплуатации исследуемых объектов и ситуационные рекомендации по устранению неблагоприятных условий по следующим задачам:

4.1.зависимости приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций зданий(несущих стен) от теплофизических и геометрических характеристик; 4.2.зависимости текущего положения точки росы и плоскости промерзания в реальных условиях эксплуатации исследуемых объектов, в частности, выявлено, что наиболее важным параметром для определения точки росы является начальное содержание влаги в материале; 4.3.зависимости сопротивления теплопередаче свегопрозрачных ограждающих конструкций от наиболее критического параметра -величины термического сопротивления воздушного зазора между стеклами.

Разработаны требования к техническим и программным средствам теплового неразрушающего контроля. Разработан модульный пакет программ на базе интегрирующей оболочки с выдачей отчета для осуществления моделирования теплофизических процессов, связанных с многослойными объектами различной природы и позволяющей определять следующие характеристики конструкций в реальных условиях эксплуатации исследуемых объектов:

5.1.текущие локальные теплофизические характеристики и приведенное сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций зданий(стен);

5.2.фактическое положение точки росы и плоскости промерзания;

5.3.текущие теплофизические характеристики свегопрозрачных ограждающих конструкций(окон и балконных дверей).

6. Разработаны методики определения

6.1. приведенного сопротивления теплопередаче свегопрозрачных ограждающих конструкций;

6.2.контроля температурно-влажностного режима состояния конструкций строительных зданий и сооружений и определения текущего положения плоскости промерзания и точки росы.

1. Постановление правительства Москвы № 912-1111 «О городской программе по энергосбережению на 2001-2003 годы в г. Москве».-09 октября 2001.-35с.

2. Протокол совместного заседания Совета Безопасности Российской Федерации и президиума Государственного совета Российской Федерации от 24 февраля 2004 года №1.- Москва, Кремль.- 2004.-7с.

3. Указ президента Российской Федерации №1154 "О присуждении Государственных премий Российской Федерации 2003 года в области науки и техники".- Москва, Кремль.- 9 сентября 2004.-14с.

4. Вавилов В.П. Тепловизоры и их применение/ Вавилов В.П., Климов А.Г.//- М., Интел универсал.- 2002.- 88С.

5. Tikhonov A. Solutions of Ill-posed problems /Tikhonov A., Arsenin V.// John1. Wiley & Sons.-1977.-76p.t

6. Mclaughlin D. Inverse Problems.-SIAM-AMS Proc.14.- Providence, 1984.-76p.Q

7. Вавилов В. П. Тепловые методы неразрушающего контроля. Справочник. М.: Машиностроение.- 1991.- 245 с.9Алифанов О. Обратные задачи теплообмена.-М:Машиностроение.-1988 -280с.

8. Экспериментальные методы решения некорректных задач / Алифанов О.В., Артюхин Е.А., Румянцев С.Я. // М.: Наука.- 1988. 288 с.

9. Тихонов А.Н. О решении некорректностей поставленных задач и методе регуляции. РАН СССР.- 1963.-№3.- с. 151.

10. Inverse heat conduction ill-posed problems / J.V. Beck, B. Blackwell, С. Clair // Joan Wiley & Sons, Incio-1985. 312p.

11. Активная тепловая интроскопия / Синеглазое В.М., Протасов А.Г., Кеткович А.А.//К.: Техника.-1993.-168 с.

12. Thermal Nondestructive Testing of Buildings and Builded Constructions / Budadin O. Abramova E. Rodin M. Lebedev O. // Russian Journal of Nondestructive Testing. -Kluwer Academic Publishers.- 2003.-№39(5).- p.395-409.

13. Тихонов A.H., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. М., Наука, 1986, 288 с.

14. Глазко В.Б. Обратные задачи математической физики. МГУ.- 1984.- 112с.1 "7

15. Кущ Д.В. О единственности определения кусочно-постоянных коэффициентов уравнения теплопроводности/ Кущ Д.В. // Вестник МГУ, сер. 1, Математика-механика.- 1988.-№6.-с.73-76.1 В

16. Кущ Д. Одномерная обратная задача теплового контроля. / В кн. Численный анализ, математическое моделирование и их применение в механике. М: Изд-во МГУ.- 1988.- с. 63-67.

17. Xavier P. Maldague, Theory and Practice of Infrared Technology for Nondestructive Testing.- John Wiley & Sons, Inc.- 2001.- 356p.

18. Вавилов В.П. Неразрушающий контроль, том 5, книга 1, Тепловой контроль.-М., Машиностроение, 2004, 679С.

19. Вавилов В.П. Активный тепловой контроль многослойных изделий. Авт. дис. д.т.н., М. 1985.- 35 с.

20. Kaplan Н. Practical Applications of Infrared Thermal Sensing and Imaging Equipment.- SPIE-International Society for Optical Engine; 2nd edition, 1999.- 180p.

21. An Introduction to the Principles of Infrared Physics, Hayes Aircraft Corp.-Infrared Radiation Staff, Birmingham, Alabama, 1956.- 218p.

22. R.A. Smith The Detection and Measurement of Infrared Radiation / R.A. Smith, F. E. Jones, R. P. Chasmar // Oxford at Clarendon Press, 1968.- 124p.

23. H. Dean Baker Temperature Measurement in Engineering I H. Dean Baker, E. A. Ryder, N. H. Baker // Omega Press, 1975.- 258p.

24. Seeber, S. Use of Infrared Thermography for the Identification of Design and Construction Faults in Buildings / Seeber, S. // Thermosense VI.- SPIE Vol.446.-Oak Brook, 1983.-p.113-115.

25. Colantonio A. Pressurization Effects on Thermal Images of Building Envelopes /Colantonio A., Mcintosh G.B.//Thermosense XVII.-SPIE Press.-Orlando, 1989.-SPIE №1094.-p.85-89.

26. Colantonio A. Air Leakage Effects on Stone Cladding Panels /Colantonio A.// Thermosense XVII.- SPIE Press.- Orlando, 1995.- SPIE №2473.-p. 15-18.

27. ASHRAE, Handbook of Fundamentals.- ASHRAE.- Atlanta, 1997.- p.547.

28. THERMAL NONDESTRUCTIVE TESTING OF BUILDINGS IN PRACTICE / O. Lebedev, D. Kirzhanov, V. Avramenko and O. Budadin // Proceedings of 16th WCNDT.-№> 609.-2004.-p. 1-8.

29. Дмитриев A.H. Управление энергосберегающими инновациями в строительстве зданий: Учебное пособие.- M.: АСВ 2000. 320 с.

30. The calculation of the current position of front freezing and dew point in the buildings during the phase transitions/O. Lebedev, M. Slitkov, V. Avramenko, E. Abramova, O. Budadin//Book of abstracts of 16th WCNDT.-TS2.21.3.-2004.-p.39-40.

31. A.V. Luikov, Heat and Mass Transfer in Capillary Porous Bodies, Pergamon.-Oxford, 1966.-p.469.

32. J. Bransier Storage périodique par chaleur latente: aspects fondamentaux lies a la cinetique transferts / J. Bransier // Int.J. Heat Mass Transfer.-1979.-№22.-p.875-883.

33. J.P. Bardon Etude experimentale de la fusion et de la solidification périodique d'une plaque de paraffine / J.P. Bardon, E. Vrignaud, D. Delaunay // Rev. Gen. Therm.-1979.-№212-213.- p.501-510.

34. M. Hasan Cyclic melting and freezing / M. Hasan, A.S. Mujumdar, M.E. Weber // Chem. Eng. Sci.-l 991.-№46.-p. 1573-1587.

35. V.R. Voller Cyclic phase change with fluid flow / V.R. Voller, P. Felix, C.R. Swaminathan // Int. J. Numer. Meth. Heat Transfer Fluid Flow.-1996.-№6.-p.57-64.1.i

36. B. Ghasemi Cyclic melting and solidication of steel / B. Ghasemi, M. Molki // Numer. Heat Transfer Part.-1997.-№A 32.-p.877-896.

37. G. CasanoExperimental and numerical investigation of the steady periodic solidliquid phase-change heat transfer / G. Casano, S. Piva // Int. J. Numer. Meth. Heat Transfer Fluid Flow.-2002.-№45.-p.4181^H90.

38. A THERMOGRAPHIC SURVEY FOR THE MONITORING OF MOISTURE IN POROUS STONE / N.P. Avdelidis, E.T. Delegou, A. Moropoulou // Proceedings of 16th WCNDT 2004, № 804, p.1-9.

39. J. Crank, Free and Moving Boundary Problems, Clarendon Press.- 1984.-p.84

40. J. Mennig, M.N. Ozisik, Coupled integral equation approach for solving melting or solidification, Int. J. Mass Transfer.- 1985.- №28.-p.l481-1485.

41. R.M. Furzeland Acomparative study of numerical methods for moving boundary problems / R.M. Furzeland // J. Inst. Math. Appl.-1980.-№5.-p.411^129.

42. Rizwan-uddin One-dimensional phase change with periodic boundary conditions / Rizwan-uddin // Numer. Heat Transfer.-1999.-№A35.-p.361-372.

43. T.R. Goodman The heat-balance integral method and its application to problems involving a change of phase / T.R. Goodman//Trans. ASME.-1958.-№80.-p.335-342.

44. G. Marshall A front tracking method for one-dimensional moving boundary problems/ G. Marshall // SIAM J. Sci. Stat. Comput.- 1986.-№7.-p.252-263.

45. S.W. Churchill Approximations for conduction with freezing or melting / S.W. Churchill, J.P. Gupta // Int. J. Heat Mass Transfer.- 1976.-№20.- p.1251-1253.

46. J. Caldwell Spherical solidification by the enthalpy method and the heat balance integral method / J. Caldwell, C.C. Chan //Appl. Math. Model.-2000.-№24.-p.45-53.

47. N.S. Asaithambi A variable time-step Galerkin method for a one-dimensional Stefan problem / N.S. Asaithambi // Appl. Math. Comput.-l997.-№81.-p. 189-200.

48. Rizwan-uddin Anodal method for phase change moving boundary problems/ Rizwan-uddin // Int. J. Сотр. Fluid Dynam.-1999.- №11, p.211-221.

49. E.A. Moyano Numerical stability study and error estimation for two implicit schemes in a moving boundary problem / E.A. Moyano, A. Scarpettini // Numer. Meth. Partial Di. Equat.-2000.-№16.-p.42-61.

50. W.D. Finn Finite element solution of the Stefan problem, in: J.R. Whiteman (Ed.), The Mathematics of Finite Elements and Applications, MAFELAP 1978.- Academic Press, New York, 1979.-p.452.

51. N.S. Asaithambi A Galerkin method for Stefan problems/ N.S. Asaithambi // Appl. Math. Comput.-1992.-№52.-p.239-250.

52. R. Cerny Numerical solution of a Stefan-like problem in laser processing of semiconducting alloys/R. Cerny, P. Prikryl // Math. Comput. Simulat.-1999.- №50.-p.165-173.

53. СП 23-101-2000. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий/Госстрой России. М.: ГУЛ ЦПП, 2001.-с.96.

54. СниП 23-02-03 "Тепловая защита зданий". Строительная теплотехника/Госстрой России.-М.: ГУП ЦПП, 2003. С.20.

55. Табунщиков Ю.А., Бродач М.М., Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий.- М.: АВОК-Пресс, 2002.- с. 194.

56. Дроздов В.А., Савин В.К., Александров Ю.П., Теплообмен в свегопрозрачных ограждающих конструкциях.- М.: Стройиздат, 1979.- с.307.

57. Богословский В. Строительная теплофизика.-М.: Высшая школа, 1970.-c.215.

58. EN ISO 10077-1, Thermal resistance of windows, doors and shutters Calculation of thermal transmittance - Part 1: Simplified method.- 2000-p.84.

59. Thermal characterization of edge construction in glazings / Kragh J., Ericsen S., Svendsen S.//Proc. of Buildings Physics-^ Nordic Simposium.-2002.-p.l27-134.

60. Non-isothermal water vapour transmission through porous insulation. Part 1. The climate chamber / Padfield Т., Peukhuri R., Rode C., Hansen K.K. // Proceedings of Buildings Physics 6th Nordic Simposium.- 2002.-p. 413-419.

61. ГОСТ P ИСО/МЭК 17025-2000 "Общие требования к компетентности калибровочных и испытательных лабораторий",- Москва, 2000. -с.97.1. А71.ternational vocabulary of basic and general terms in metrology.- ISO, Geneva, 1993. ISBN 92-67-10188-9. -p.642.

62. Guide to the expression of uncertainty in measurements: First edition.- ISO, Switzerland, 1993. -p.79.

63. ISO 5725. Accuracy(trueness and precision) of measurements methods. Part 1- Part 6. First edition, ISO, 1994 -p.213.

64. ISO/IEC 17025: 1999 General requirements for the competence of testing and calibration laboratories. ISO, Geneva, 1999. -p. 149.71

65. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений.-JL: Энергоатомиздат, 1985. -с.151.77

66. Основополагающие стандарты в области метрологии.-М.: Изд.-во стандартов, 1986.-c.241.

67. Тюрин Н.И. Введение в метрологию. М.: Изд-во стандартов, 1985.-с.341.

68. Данилевич С.Б. Построение рациональных методик поверки средств измерений с помощью метода имитационного моделирования. М.: Метрология.- 1980.-c.86.

69. Федеральный закон «Об энергосбережении»№28-ФЗ от 03.04.1996.-1996.-c. 19

70. QUANTITATIVE CHARACTERIZATION OF THERMOGRAPHIC SEQUENCE DATA / S. Shepard, Y. Hou, J. Lhota // Proceedings of 16th WCNDT.-2004.-№761.- p. 1-6.

71. NEW MEANS OF THE THERMOVISION INSPECTION DESIGNED FOR TASKS OF ANTI-TERRORISM SECURITY AND TECHNOGENIC SAFETY / A. V. Kovalev, Yu.A. Polyakov, A.S. Studitsky, V.G. Fedchishin, D.A. Kovalev // Proceedings of 16th WCNDT 2004.- № 183.- 1-6.

72. E. Grinzato, TEMPERATURE MONITORS WORKS OF ART HEALTH AS HUMAN BEINGS/ E. Grinzato// Proceedings of 16th WCNDT 2004.- № 34.-p.l-9.

73. THERMAL NONDESTRUCTIVE TESTING OF BUILDINGS IN PRACTICE / O. Lebedev, D. Kirzhanov, V. Avramenko and O. Budadin // Book of abstracts of 16th WCNDT. -Montreal,2004.- TS4.18.2.- p. 130-131.

74. Solution of inverse problem of nonstationary heat conductivity equation / O. Lebedev, V. Avramenko, E. Abramova and O. Budadin // Book of abstracts of 16th

75. WCNDT. -Montreal,2004.-THP48.-p. 154-155.

76. Вавилов В.П. Информативность тепловых полей в задачах активного контроля качества./ Вавилов В.П.// Дефектоскопия.- 1987,- №3.- с. 67-77.

77. Бекешко Н.А., Активный тепловой контроль строительных материалов / Бекешко Н.А.// Дефектоскопия.- 1987.- №2.- С. 85-88.

78. Автоматизированный тепловизионный комплекс оперативного мониторинга теплотехнических характеристик зданий и сооружений / Будадин О.Н., Вавилов В.П., Абрамова Е.В. и др.//В мире НК.-2001.-№2.-С.40-43.

79. Будадин О.Н., Потапов А.И., Колганов В.И и др. Тепловой неразрушающий контроль изделий.- М., Наука, 2002.- 476С.

80. Комментарии и пояснения к "Методике тепловизионно неразрушающей диагностики электрооборудования", приложение к методике ВЕМО0800.00.000/ Бажанов С.А., Будадин О.Н.- М., 2003,168 с.88 —

81. Blokland Н Heat flux sensors for controlling industrial baking processes for foods /

82. Blokland H., Son M.W.// Delft, Proceedings of IDS 2000.- 2000.- p.123-125.80 4 Schmidt, F.W. et al., Introduction to Thermal Sciences-Thermodynamics, Fluid

83. Dynamics.- Heat Transfer, John Wiley & Sons, 1984.-p.139.

84. Diller Т.Е., Advances in Heat Flux Measurements/ Diller Т.Е.// Advances in Heat Transfer, Vol. 23, Academic Press, 1993.-p.279-368.

85. Прибор ИТП-МГ4 "Поток", разработчик СКБ "Стройприбор", паспорт на прибор ИТП-МГ4 "Поток".

86. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. Изд. 2-е. М.: Энергия, 1977.-c.452.

87. Campbell J. В., Introduction to Remote Sensing.- The Guilford Press, 1996.- p.293.

88. System Design Issues In Single-Hop Wireless Sensor Networks/Saha S, Bajcsy P.// Proc. 2nd IASTED Int. Conf. on CUT.- Scottsdale, Arizona, 2003.-p.743-748.0*7

89. Bajcsy P., Image To Knowledge.-http://alg.ncsa.uiuc.edu/tools/docs/i2k/manual/index.html.

90. Dinguirard, M. Calibration of Space-Multithermal IR Imaging. A Review / Dinguirard M., Slater P.//Remote Sensing of Environment-1999.-№68(3)-p.l94-205.

91. Обратная задача автоматизированного теплового контроля / Будадин О.Н., Кущ Д.В., Рапопорт Д.А // Дефектоскопия.- 1988.-№ 5.- с 64-68.

92. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002.-132с.

93. Андронов A.A., Витг A.A., Хайкин С.Э. Теория колебаний. М.: Гос. изд. физ.-мат. лит., 1959.-116 с.

94. Измерения в электромагнитных полях / Ю.К. Казаров, О.Н. Будадин, Т.Е. Троицкий-Марков, О.В. Лебедев.- М.: ВИНИТИ РАН.- 2003-196 с.

95. L.S. Yao, J. Prusa. Melting and freezing.- Adv. Heat Transfer 19, 1989,-p95.

96. А. И. Пехович, B.M. Жидких. Расчеты теплового режима твердых тел.- Л.: Энергия, 1976 352 с.1 т

97. Н. А. Парфентьева, О колебаниях фронта промерзания в ограждениях и численном моделировании задачи Стефана/Н. А. Парфентьева, О. Д. Самарин // Строительные материалы, оборудование, технологии ХХ1.-2002.-№11.-С.46-47.1 ЛЯ

98. Прусаков Г. М. Математические модели в расчетах на ЭВМ.-М.: Наука, 1993.- 144 с.

99. Теория тепломассобмена /Под ред. А. И. Леонтьева.- М.: Высшая школа, 1979.-495 с.

100. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел A.C. Теплопередача. Изд. 2-е.- М.: Энергия, 1969.- 440 с.

101. Лыков A.B., Тепломассобмен.- М.: Энергия, 1978.- 480с.

102. Дроздов В. А., Савин В.К., Александров Ю.П. Теплообмен в светопрозрачных ограждающих конструкциях. М.: Стройиздат,- 1979.- 307с.

103. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент.: Справочник/Под общ. ред. чл.-корр.АН СССР В.А. Григорьева, В.М.Зорина.-2-e изд., перераб. -М.: Энергоатомиздат,- 1988.-560с., (Теплоэнергетика и теплотехника; Кн.2)

104. Тепловая дефектометрия зданий и строительных сооружений / О.Н. Будадин, Е.В. Абрамова, М.А. Родин, О.В. Лебедев // Дефектоскопия.-2003.-№5.-С.77-94.

105. Митин И.В., Русаков B.C. Анализ и обработка экспериментальных данных. -М.: НЭВЦ ФИПТ,-1998- с.48.

106. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Физматгиз.,- 1962-173 с.

107. ГОСТ 26629-85. Здания и сооружения. Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций.- М.: Издательствостандартов, 1985,14 с.118

108. ГОСТ 26254-84. Здания и сооружения. Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций.-М.:Изд. стандартов, 1985, с.25.

109. Заявка Российская Федерация.- Тепловой неразрушающий контроль многослойных изделий/ Технологический институт "ВЕМО".-№2004110611/04; заявление 08.04.2004г.- 5с.

110. Пат. 2151388 Российская Федерация. Способ неразрушающего контроля качества объекта/ Будадин О.Н., Троицкий-Марков Т.Е., Абрамова Е.В., Сучков В.И.; патентообладатель Технологический институт "ВЕМО".- 12с.

111. Пат. 2162597 Российская Федерация. Устройство для неразрушающего контроля качества объекта / Будадин О.Н., Троицкий-Марков Т.Е., Абрамова Е.В., Сучков В.И.; патентообладатель Технологический институт "ВЕМО".-13с.

112. Тихонов А.Н., Самарский A.A. Уравнения математической физики. М.: Наука,- 1977-241 с.

113. Graaf F. van der. Chapter 8 Heat Flux Sensors A comprehensive series / Graaf F. van der // Heat Flux Sensors/VCH Verlagsgesellschaft, Germany, 1989.-p. 123-145

114. СниП П-3-79*.- Строительная теплотехника/Госстрой России.-М.: ГУЛ ЦПП,- 1998. 20С. (ISBN 5-88111-177-Х).1 чо

115. Прибор инфракрасная камера AGEMA(FLIR) 550 Thermovision.-изготовитель AGEMA(Sweden).1Ю

116. Современные стены и фасады.- Современные строительные материалы.- №2, 2000-210 с.

117. Комплексное тепловизионное обследование ограждающих конструкций административного здания ОАО «Стройтрансгаз» / Сидельников С.С., Батинич Р.П.// Теплоэнергоэффективные технологии.- 2001.- №3.- С. 35-40.

118. Экономия тепловых ресурсов в жилых зданиях / Ананьев А.И., Комов В.М., Петраков Б.И. и др.//Теплоэнергоэффективные технологии.-2001.-№4.-С. 74-80.

119. Системы вентилируемых и невентилируемых фасадов ЗАО «Русэксп»// Строительство.- 2003.- №2.- С. 12-13.

120. Методика выбора аппаратуры для бесконтактного теплового неразрушающего контроля сооружений / О.Н. Будадин, Е.В. Абрамова, Т.Е. Троицкий-Марков, О.В. Лебедев // Строительные материалы, оборудование,технологии XXI века.- 2002.- №8.- С. 21-24.1 ^й

121. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей. М.: Гос. изд. физ.-мат. лит.,-1961-113 с.