紅外熱像法檢測建筑物外墻概述

圖1  某房屋紅外熱像檢測

為了美觀，建筑物外墻常采用粘貼飾面層進行裝修處理。近年來，多處房屋出現(xiàn)外墻飾面脫落等安全問題。因而，事先對房屋外墻飾面層粘結(jié)情況進行檢測并顯得較為重要。以往檢測外飾面空鼓主要采用敲擊法，隨著紅外熱像技術(shù)的發(fā)展，采用紅外熱像法檢測建筑物外墻飾面板空鼓情況逐漸增多。結(jié)合以往房屋檢測經(jīng)驗和相關(guān)檢測規(guī)范，對紅外熱像法檢測建筑物外墻進行簡要概述總結(jié)。

一、紅外熱像檢測的基本原理

紅外熱像法檢測建筑外立面空鼓的主要原理通過紅外熱像成像反映外墻面正常部位與空鼓部位產(chǎn)生的溫度差，通過對溫度差的判定確定空鼓位置和范圍。當外墻的表面溫度比主體溫度高，熱就從外墻表面?zhèn)鞯街黧w中，當外墻的表面溫度更低時，熱就由里傳到外。如果墻體飾面材料有剝落，外墻和主體之間的熱傳導變小。因此，當外墻表面從日照或外部升溫的空氣中吸收熱量時，有剝落層的部位溫度變化比正常情況大。通常，當暴露在太陽光或升溫的空氣中時，外墻表面的溫度升高，剝落部位的溫度比正常部位的溫度高；相反，當陽光減弱或氣溫降低，外墻表面溫度下降時，剝落部位的溫度比正常部位的溫度低。由于空氣的熱導遠低于瓷磚、磚、混凝土等建筑材料，因此當熱流從表面進入建筑物飾面層時，即會在“空鼓”等缺陷部位受到空氣阻擋發(fā)生“熱堆積”，使該處的紅外熱像呈“熱斑”等特征。由紅外熱像“熱斑”出現(xiàn)的部位、持續(xù)時間等特征推知存在飾面磚粘結(jié)質(zhì)量的區(qū)域范圍。

二、紅外熱像檢測的適用對象

主要適用于采用滿粘法施工的飾面層粘結(jié)質(zhì)量檢測，如檢測建筑物外墻濕作業(yè)的砂漿、瓷磚、石材等飾面空鼓情況；不適用于下列情況的飾面層粘結(jié)質(zhì)量檢測，如（1）點粘法施工的飾面層，因為點粘法在施工時就已經(jīng)使面磚和墻體之間形成了空鼓；（2）采用不同顏色瓷磚或涂料的飾面層，此時由于瓷磚顏色的不同，表面溫度就會有所不同；（3）表面有大的凹凸裝飾的瓷磚往往會發(fā)生紅外線亂反射，所以紅外熱像法也不適用；（4）采用外墻外保溫體系的飾面層，由于粘貼于保溫材料表面，相關(guān)的實驗研究缺失，因而也不宜使用。

三、紅外熱像檢測的檢測條件

1. 儀器主要參數(shù)條件

紅外熱像儀的性能指標應滿足下列條件：（1）波長為8～14，且具備光學成像功能；（2）檢測溫度范圍為-20℃～100℃；（3）溫度顯示分辨率小于0.1℃；（4）像素值不小于240bit×320bit；（5）空間分辨力不小于1mrad；（6）準確度±2%。

2. 使用環(huán)境條件

（1）檢測工作應選擇在熱輻射（或環(huán)境溫度）迅速升高或降低的時段進行；為了使正常部位與空鼓部位產(chǎn)生溫度差，則需要外墻溫度有足夠的變化量。使墻體產(chǎn)生人為的溫度變化是比較困難的，因此主要依賴于太陽能和自然界的氣溫變化。由于外墻表面溫度分布隨著天氣、時間、方位的不同，其變化是相當復雜的，所以，對每一片外墻都需要確定好合適的檢測時段。

（2）雨天和多云天氣由于溫度變化不明顯，不宜檢測。

（3）如果外墻處于不均勻含水或表面濕潤狀態(tài)，也不宜檢測，需在墻壁完全干燥后再進行檢測。

（4）環(huán)境溫度宜在-5℃～40℃范圍

（5）紅外熱像儀不宜離被測物體太遠，且其仰角和水平角不宜過大，否則會使檢測精度降低，導致誤判。在條件允許的情況下，將紅外熱像儀置于被測物體前20m，仰角和水平角限定在30rad以內(nèi)，將得到較為理想的檢測結(jié)果。

四、紅外熱像檢測其他干擾因素

（1）在建筑外墻上受玷污的窗臺下部或類似構(gòu)造的地方，由于玷污后顏色變黑的位置容易吸熱，溫度會比其他部位高，采用紅外熱像法易造成誤判。

（2）在集中空調(diào)機械室的某些墻壁或開著空調(diào)的房間與未開空調(diào)的房間的外墻、以及開著空調(diào)的房間的換氣扇周圍墻面，在檢測時出現(xiàn)誤判的可能性會增加。

（3）樹影下的墻壁、處于對面建筑物陰影下的被測外墻等都難于用熱像法檢測。

圖2  某住宅紅外熱像檢測