首页 > 红相文库 > 红外热像仪在建筑工程的应用探讨

红外热像仪在建筑工程的应用探讨

    相对于电力、石化、气象和医疗红外检测技术的应用,土木建筑工程领域采用红外热像法起步是较晚的。但随着红外技术及计算机技术的发展,红外热像技术在土木建筑无损检测方面将具有广阔的应用前景,由于它所具有的独特优点,能补充传统检测手段的不足,最终有效地提升土木建筑工程质量检测技术水平。

    房屋质量缺陷

    在混凝土建筑物的施工及使用过程中,往往会形成一些缺陷和损伤,造成这些缺陷和损伤的原因是多种多样的,如:因施工原因导致的混凝土结构内部空洞、不密实区、蜂窝及保护层不足、钢筋外露等;因温差、不均匀变形等产生的温度裂缝、变形裂缝等;因腐蚀介质或冻融作用产生的由表及里的层状疏松以及一些受力裂缝等。这些缺陷和损伤往往会严重影响建筑物的承载能力和耐久性,因此是事故处理、施工验收、陈旧建筑物安全性鉴定、进行维修和补强设计时必须检测的项目。

    利用红外热像仪可以方便地检测建(构)筑物的上述质量缺陷。相对于建(构)筑物某一构件或某一区域,正常情况时,整个构件表层发生的红外热辐射应是均匀一致,反映在红外热成像上,相应区域的颜色是单一均匀的,不存在明显的颜色差异,也就是说,不存在明显的色彩异常区;当非正常时,如构件存在有空洞、不密实区、蜂窝等缺陷时,在这些部位,由于直接改变了构件表面与内部的热导通性,因此会存在相对于正常部位的红外辐射异常。在这种情况下,红外热能图片上反映的颜色非单一均匀,不同热辐射条件的构件表面对应不同的颜色区(色彩异常)。红外处理热能图片上的颜色异常区,通过与可见光数码照片的比较判断,可以直观明了地看到异常区在实际构件的位置。

    渗漏检测

    建(构)筑物墙面、屋面及各种管道在使用过程中因各种因素导致的开裂、断裂而造成渗漏等缺陷均可用红外热像仪进行检测,而且方便、快速、可大面积检测,而有时人工目测却找不出问题所在。如果建筑物表面深层相对于周围的材料表现出热或凉,则其表面的温度也相应地表现出热或凉,借助红外热像仪可探测出这一深层热或凉的位置。如地下管道隔热层断裂,那么,在表面将会产生热点,用热像仪可直接测得;管道热水泄漏浸透周围区域,使区域导热性增加,从而使周围温度比无泄漏干燥区温度高,据此可探测泄漏部位,可以避免不必要的开挖过程,节省费用。

    若屋面防水层失效和墙面微裂,造成雨水渗漏,由于室内热扩数,阳光被吸收和传导均可使暴露渗漏部位与周边温度分布的差异,因而可采用红外热像技术加以检测、分析判断水分渗入隐匿部位、走水路线等。

    外墙饰面质量检测

    选择饰面砖材料美化环境已成为装饰房屋主要手段之一,但是由于现有的施工粘结质量的检测手段不能明确、全面地反映出饰面砖粘结工程的内在质量,致使一些工程存在着不安全的隐患。据有关文献报道,因饰面砖严重脱落导致伤人毁物的事故时有发生,如:福州市某商厦饰面砖脱落,造成上百万元的经济损失;郑州某大楼饰面砖脱落砸死一人,伤一人;北京西单某大楼饰面砖脱落,砸坏一领事馆参赞的汽车;北京中国工商银行金融中心大楼在使用三年后,花岗岩饰面砖脱落给行人造成严重威胁,曾对是否由于空臌造成脱落和空臌面有多大数次请有关专家诊断等等。诸如此类的质量事故,不仅造成财产损失、危及人身安全,而且使相关企业的形象受到影响,甚至带来法律纠纷。为此,建设部根据建筑工程质量的要求,制定了强制性行业标准《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》并将其纳入强制性行业标准,《外墙饰面砖工程施工及验收规程》,强调外墙验收应有外墙饰面砖的粘结强度检验报告,这些规范的发布无疑对饰面砖施工质量的控制起到很大的作用。但规范中规定的检验方法属于局部破损方法,实验时抽样数量和范围受到诸多的限制,而且需要脚手架的配合,这对于新建大面积饰面工程和已使用若干年的建筑外墙饰面质量有无变化等情况的检查来说,耗资巨大,困难很多,且有时简直是天方夜谭。即便是抽查,抽样的数量也很少且缺乏代表性。而采用红外热成像检测方法则不需要脚手架,其可通过检查外墙饰面砖表面温度分布,判别饰面砖粘贴质量,即可避免危险作业,又可以快速无接触、大面积扫描建筑饰面砖,从而正确评定饰面砖是否空鼓及空鼓范围,对于建筑物外墙检测技术的研究和发展具有重要的学术价值,同时,对建筑物外墙的维护修缮,避免意外恶性事故的发生具有重要的实际应用价值和良好的社会效益和经济效益。

    墙体结构有很大的热容量,如混凝土或砖砌体结构的主体,在正常情况下,外表面的温度比结构材料的温度高时,热量会由外墙饰面传递给结构墙体材料。当外墙饰面板(砖)的温度比结构材料的温度低时,则热量会反向传递。当外墙饰面板(砖)产生空鼓时,在其空鼓的位置就会形成很薄的空气层,由于空气层具有很好的隔热性能,因此,有空鼓的外墙板(砖)在日照或外气温发生变化时,空鼓部位的温度就会比正常墙体的温度变化大。一般说来,日照时外墙板(砖)表面温度会升高,空鼓部位温度比正常部位的温度要高;当外表面日照减少或气温降低时,与上述情况正好相反。因此,若外墙存在脱落、空鼓等粘结缺陷部位,在红外热像图上将表现为“热斑”或“冷斑”,其检测结果直观、可靠,分析外墙的红外热像特征图谱,并对其进行理论计算,即可确定外墙的粘结质量。

    此外,利用红外热像技术亦可对建筑节能系统的缺陷进行检测,如建筑玻璃幕墙、门窗保温隔热性的检测等,国家行业标准《采暖居住建筑节能检验标准》(JGJ132-2001)已明确规定建筑物围护结构热工缺陷宜采用红外摄像法进行定性普查检测,并作出了具体检测规定。

    另外,利用红外热像技术亦可对建筑物的火灾后质量进行检测和评估,利用红外热像技术对混凝土火灾损伤进行了检测并建立了混凝土火灾损伤评估模型,值得借鉴。




上一篇:红外热像仪在地下结构和道桥工程中的应用探讨

下一篇:工业洗衣设施依靠热成像来确保消防安全