Pientalon rakenteiden pintalämpötilat lämpökameralla ja Comsol Multiphysics -ohjelmistolla

Abstract

Insinöörityön tavoitteena oli tutkia, miten pientalon rakenteiden pintalämpötilat eroavat verrattuna rakenteiden ympäröivään ilmanlämpötilaan. Tuloksia vertailtiin lämpökameran ja Comsol Multiphysics -ohjelmiston kesken. Työ keskittyi kentällä tehtyihin lämpökamerakuvauksiin ja mittauksiin.

Pientalon rakentamisen yhteydessä rakennuksen rakenteisiin laitettiin lämpötila-anturit, joiden avulla saatiin tarkat lämpötilat tietoon koko edellisen vuorokauden ajalta. Rakenteet kuvattiin normaalipaineessa lämpökameralla ja saadut lämpökamerakuvat käsiteltiin tietokoneella ja tutkittiin pintalämpötilat.

Rakenteet mallinnettiin 3D-kuviksi Comsol Multiphysisc -ohjelmistolla. Ohjelmaan syötettiin lämpötilat tunnin välein mitattuina koko edellisen vuorokauden ajalta, materiaalien U-arvot sekä pintavastukset. Ohjelma laski mallinnetun rakenteen pintalämpötilat automaattisesti tietojen mukaan.

Lämpökameran ja Comsol-ohjelmiston mukaan rakenteiden pintalämpötilat ovat 0,5–1,0 C alhaisempia kuin rakennuksen sisälämpötila. Ulkoapäin tutkittaessa eroa on noin 0,5–1,0 C ulkolämpötilaan verrattuna. Lämpökameran ja Comsol-ohjelmiston keskinäisissä tuloksissa huomattiin pieniä, noin 0,5–1,8 C:n eroja keskenään.

The aim of this thesis was to study how the surface temperatures on the detached house differ from the ambient temperature surrounding the house. The results were compared between infraded camera and Comsol Multiphysics Software. Project focused on the measurements and thermal images taken in the field.

During the construction of detached house, thermal sensors were placed in the structures. These sensors provided accurate thermal information from previous 24 hours. Structures were photographed using thermal imaging camera. Pictures were processed with computer and surface temperatures were observed from those images.

The structures were modeled to 3-dimensional images by using Comsol Multiphysics software. Software was uploaded with ther mal data from the building of thermal sensors, taken every hour from the past 24 hours. Software calculated surface temperatures of the modeled structures automatically using the uploaded thermal data from the sensors.

According to infraded camera and Comsol Multiphysics the surface temperatures were 0,5-1,0 0C lower than the air temperature inside the building. When studied from the outside the difference was approximately 0,5-1,0 0C compared to ambient air temperature. Comparing the results given by the infraded camera and Comsol multiphysics software a difference of 0,5–1,8 0C was observed.