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紅外熱像儀在建筑行業(yè)中的質(zhì)量節(jié)能檢測
2014-06-18
● 由于保溫問題所造成的額外的能量流失和空氣泄漏;
● 由于滲漏、結(jié)露、或結(jié)霜造成濕氣侵人;
● 冰、雪及陽光對屋頂造成的損害;
如今，紅外熱像儀使我們可以從另一個方面，從紅外輻射的角度詳細地解讀建筑物所發(fā)出的信號，一旦得到合理有效的使用，熱像儀可以及時發(fā)現(xiàn)問題所在，尋求有效的解決方法。
1. 紅外熱像儀的技術(shù)原理
1800年英國的天文學家William Herschel 用分光棱鏡將太陽光分解成從紅色到紫色的單色光，依次測量不同顏色光的熱效應(yīng)。他發(fā)現(xiàn)，當水銀溫度計移到紅色光邊界以外，人眼看不見任何光線的黑暗區(qū)的時候，溫度反而比紅光區(qū)更高。反復(fù)試驗證明，在紅光外側(cè)，確實存在一種人眼看不見的“熱線”，后來稱為“紅外線”，也就是“紅外輻射”。自然界任何物體，只要溫度高于絕對零度（-273.15 C˚），就會以電磁輻射的形式在非常寬的波長范圍內(nèi)發(fā)射能量，產(chǎn)生電磁波（輻射能）。
紅外線在大氣中穿透比較好的波段，通常稱為 “大氣窗口”。紅外熱成像檢測技術(shù)，就是利用了所謂的“大氣窗口”。短波窗口在1~5μm之間，而長波窗口則是在8~14μm之間。
建筑檢測專用紅外熱像儀，其工作波段通常在8-14μm的長波波段，溫度范圍一般在-20-100℃。
紅外熱像儀是一種新型的光電探測設(shè)備，可將被測目標表面的熱信息瞬間可視化，快速定位故障，并且在專業(yè)的分析軟件的幫助下，可進行分析，完成建筑質(zhì)量、節(jié)能等檢測工作。
熱像儀由兩個基本部分組成：光學器件和探測器。
光學器件將物體發(fā)出的紅外輻射聚集到探測器上，探測器把入射的輻射轉(zhuǎn)換成電信號，進而被處理成可見圖像，即熱圖。
2. 紅外熱像儀的在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用范圍
（1）表面溫度可以為我們提供有關(guān)樓宇結(jié)構(gòu)、管道系統(tǒng)、供暖通風及空調(diào)系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)的許多信息。在透過紅外鏡頭觀察時，平日肉眼看不到的問題會突現(xiàn)眼前。使用紅外熱像儀，可以檢測到空氣泄漏、水分積累、管道堵塞、墻壁后面的結(jié)構(gòu)特征以及過熱的電氣線路等，并對數(shù)據(jù)進行可視化記錄歸檔。通過用這種工具對表面進行掃描，您可以快速發(fā)現(xiàn)通常代表潛在問題的溫度變化，并以詳細的圖形報告的形式對數(shù)據(jù)進行記錄。
找到了潛在的問題來源，您就可以節(jié)省寶貴的檢查時間，只對那些需要進行維修的部位進行處理 ，而不是不管實際情況如何，盲目開展維修工作。
（2）紅外熱像儀可以以熱圖像的形式立即指示出熱點或冷點。使得熱成像測量成為一種日常測量方法。熱量檢查可以識別并確定新樓宇或現(xiàn)有樓宇內(nèi)熱異常的程度，例如：檢查電氣系統(tǒng)，安全地定位電氣系統(tǒng)中的過熱部件，并以熱圖像中的熱點。
（3）紅外熱像儀可通過對建筑物表面的溫度分布狀況的檢測，分析建筑物的結(jié)構(gòu)，從而及時有效地發(fā)現(xiàn)例如外墻開裂、房頂裂縫、內(nèi)部支撐損壞等問題，可避免嚴重影響救援進度、危害救援人員安全的房屋跨塌傷害事故，為災(zāi)區(qū)的救援工作提供技術(shù)保障;同時也可為災(zāi)區(qū)受損房屋的安全及滲漏狀況提供參考依據(jù)。
紅外熱像儀是“建筑質(zhì)量檢測”的有力工具，即通過非接觸的方式測量建筑結(jié)構(gòu)的表面溫度狀態(tài)，來檢測外墻的剝離、空鼓狀況或評估保溫節(jié)能效果，其同時具有的紅外-可見光融合功能可以方便、快速地查出問題位置。
3.紅外熱像儀的應(yīng)用實例
（1）檢查保溫層缺失或損壞狀況
保溫層的缺失或損壞會導(dǎo)致外墻表面形成明顯溫度差異，熱像儀在可指示出保溫層的位置、形狀和強度，并進行記錄歸檔。
（2）外墻滲漏檢測
當外墻部分區(qū)域發(fā)生滲漏，滲水部位與正常部位的熱容量不一致，在環(huán)境溫度發(fā)生變化的過程中，滲漏部位與正常部位的溫度將會出現(xiàn)差異，這樣雖然表面的顏色一致，但溫度的差異可以在熱像儀上及時、清晰地反映出來。
（3）防水層滲漏檢測
水分可滲過屋頂和墻壁中的接口和裂縫并積累起來，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)部件腐朽、發(fā)霉，有時還會造成嚴重的健康危害。因此，定期進行建筑防水層的熱像檢查是十分重要的。
（4）外墻磚空鼓檢測
空鼓部位的空氣與正常部位的溫度往往會有差異，其測量原理請參考外墻滲漏檢測，一般檢測外墻磚空鼓需要使用適合遠距離、小目標的長焦鏡頭。
（5）泄漏點檢測
用于檢測空氣泄露點的常用方法是通過檢測空氣交換率并采用一種被稱為“風門”的檢測過程。在該過程中，房屋內(nèi)會產(chǎn)生負壓。此時，室外的壓力大于室內(nèi)的壓力，因此，空氣將會從密封不嚴的區(qū)域進入。紅外熱像儀能夠快速檢測到流動的氣流，密封不嚴的區(qū)域就可以很方便地被加以識別，并且在完成下一步工序之前解決問題，從而避免由潛在的施工問題變成花費昂貴的棘手問題。
（6）檢查結(jié)構(gòu)部件
有時面對已完成的構(gòu)件結(jié)構(gòu)，因為某些原因，我們可能要進行結(jié)構(gòu)驗證，如整體墻中帶鋼筋的灌漿室，澆注墻中的結(jié)構(gòu)件或定位歷史建筑物中表面以下的某些細節(jié)。熱成像檢查可幫助您快速找到灌注墻體、地板和天花板中的支撐梁、管道、電纜和煙道。只需對表面進行掃描，就可得到詳細的熱圖像，清晰地顯示出表面下的細節(jié)。
（7）評估建筑材料及節(jié)能狀況
對各種環(huán)境條件下保溫材料的性能進行測試，以確定它們保持或反射熱量的能力。熱像儀可以顯示出能量泄漏情況。如圖示，外墻在有隔熱材料覆蓋時（左側(cè)方型部位）溫度明顯比沒有隔熱材料覆蓋的部位溫度高，說明熱量被保溫材料所阻擋，難以通過外墻傳遞至室內(nèi)。
（8）屋頂及舊建筑翻修
城市中的房屋以及一些古老的建筑，特別是屋頂，其往往要經(jīng)受日曬雨淋和大氣的一些侵蝕，而其受損情況各有不同，如果我們只是簡單地將整個屋頂或外墻加以更換，可能會耗費大量的時間與金錢，如果我們利有熱像儀將輻射轉(zhuǎn)為熱圖像或熱圖譜，它們可以形象地顯示溫度差別，從而輕松地區(qū)分出完好區(qū)域以及破損區(qū)域，這樣可以節(jié)約大量的時間和金錢。
（9）受損及危建筑的檢測
2008年5月12日的四川汶川大地震中，紅外熱像儀在建筑結(jié)構(gòu)方面以及危房評估檢測中給出了相當大的協(xié)助：
-建筑結(jié)構(gòu)件的損壞，特別是無法直接觀測的內(nèi)部受損情況;
-建筑內(nèi)外飾（主要是外墻磚）的空鼓，防止發(fā)生脫落傷人事故;
紅外熱像儀是—款輕便小巧、操作簡便的建筑檢測儀器，只須簡單地扣動扳機，便可以得到高質(zhì)量的熱像圖。 由上可知，紅外熱像儀為“建筑行業(yè)的診斷”提供了一項新的檢測方法，大大提高了檢測的準確性、實效性、合理性，讓建筑無損檢測變的更加的科學、進步與實用。
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