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红外热像技术在房屋建筑检测中的应用分析

徐留军
  
一起生活科学
2022年8期
山东金舆达检验检测有限公司 山东泰安 271000

摘要:红外热像技术在房屋建筑检测中属于比较先进的检测技术,这种技术更加快速、准确,在房屋建筑行业中得到了广泛应用,在各个检测方面都将应用红外热像技术,主要以房屋外墙及渗漏检测等方面为例展开研究,以实际案例进行分析,探计红外热像技术的应用效果,以期为相关研究人员提供借鉴。

关键词:红外热像;建筑外墙;渗漏检测

1引言:

房屋建筑施工过程当中由于施工因素和外力因素影响,部分房屋建筑工程当中会存在混凝土裂缝、混凝土空洞、外墙空鼓、保护层厚度不足、钢筋外漏等缺陷,影响房屋建筑的使用年限和承载能力。本文主要分析红外热像技术在房屋建筑检测中的应用,探究红外热像技术的应用原理和应用现状。

2红外热成像技术的原理

自然界所有温度高于绝对零度的物体都在不断向外界四周空间发出辐射能量(红外线),建筑物外墙也同样如此。物体的红外辐射特性与它的表面温度有着十分密切的关系;因此通过对物体自身辐射的红外能量的测量,便能准确地测定物体表面的温度,这就是红外辐射测温所依据的理论基础。其实,红外辐射是一种波长介于微波和可见光之间的电磁波段,通常人们又称其为红外线或红外光,其波长范围在0.75μm~1mm。红外成像检测是一种应用红外热成像原理来探测建筑外墙表面辐射能量的大小,通过测定建筑外墙表面的温度分布,从而判断外墙保温层是否存在缺陷的一种诊断方法。近年来,我国多个部门先后发布了红外检测系列国家或行业标准,建立了红外资质认证培训中心,并研发了相应的红外检测仪器,为红外检测在国内的推广提供了有力支撑。建筑外墙保温层由于施工质量原因,易出现两类质量缺陷,一类是保温层所用的材料质量不达标或用量少,达不到预期的保温效果;另一类是局部(主要是井子架及人货电梯预留孔、塔吊连接处)外墙面在后期修补时未做保温层。建筑外墙饰面砖粘贴时,也易出现两类质量缺陷:一类是施工单位偷工减料,导致外饰面砖粘贴的砂浆不饱满,人为造成外饰面砖与墙体之间存在空鼓现象;另一类是由于粘贴外饰面砖采用的水泥砂浆配合比不当,造成粘贴不牢固,易在外饰面砖与墙体之间形成空鼓。有些老旧建筑,其外饰面长期日晒雨淋,在外饰面砖与墙体之间也易形成空鼓。当建筑外墙进行了保温处理,如保温层质量可靠,相当于在外饰面砖与墙体之间存在一个充满空气的隔离面板,具有较好的隔热性,因此,在太阳光照射下,外墙表面与墙体之间的热传递少;如果外墙局部区域的保温层存在一定的缺陷或未作保温处理,在太阳光的照射下,当外墙表面的温度高于墙体温度时,热量很快会从外墙表面向内部传递,故保温层存在缺陷区域的外墙表面的温度会比周围正常部位低。与之类似,如果外墙局部饰面砖粘贴存在质量缺陷,或老旧建筑外饰面砖与墙体间存在空鼓情况,在太阳光照射下,其外墙表面温度比周围正常部位高。

3红外传感技术在房屋建筑工程中的应用

3.1建筑物墙体脱落的检查

水泥砂浆腻子层和主体固体层在新旧建筑的墙壁上局部松动,或大面积松动,造成气体阻隔。由于去除了墙体的缺陷和损伤,减少了墙体的传热,使抹灰面的原料分离,减少了外墙与主墙之间的热传导。在热能的情况下,脱离层位置的温度变化比正常情况下要高。当室外温度升高时,墙体表面温度升高,离位位置温度高于所有正常位置;反之,当日照减弱或温度降低,墙壁外表面温度下降时,离位位置的温度高于所有正常位置。由于阳光直射后的辐射源和热传导,其缺点和损坏的温度遍及,表层温度完好无损,差异显著。使用高精度红外热像仪可将缺陷和损坏情况可视化。该位置具有用于诊断和评估的依据。

3.2房屋建筑外墙装饰板的粘接质量检验

由于长期的雨水冲刷,风、霜、雨、雪的温度效应,以及外力的作用,房屋建筑外墙饰面可以摆脱原本良好的贴面层与主体工程,对于施工中的“墙体空心”,附着力差的单板层很容易剥落。如果用最原始的敲击方式进行检查,不仅费时费力,而且不安全,更不可能检查出所有问题点。由于整体面层和地基造成脱粘和“墙空鼓”,导致所有正常位置的整体导热系数和传热存在差异,因此脱粘和“墙空鼓”位置的温度和传热应更快,这种温度梯度使红外传感器成为可能。非常适用于大型非接触式安全质量检测。

3.3建筑渗漏检查

建筑漏水是客观的房屋脆化或产品质量问题,也是很多客户非常担心的问题。在大多数情况下,漏水的水源通常是找不到的,仅凭工作经验推断区分,无法合理处理渗漏水问题。工程建筑漏水通常发生在建筑物的平屋顶和墙壁,厕所、餐厅和厨房的各种管道漏水,以及商业用地供暖辐射水的渗漏。在平屋顶或墙体漏水和隐藏水障的地方,其水的比热和传热与附近常规结构材料的比热和传热不同。由于太阳直射后的热传导或反射面扩散,地表层断层位置的温度梯度与周围所有正常地表层的温度梯度有显著差异。红外热像仪更容易检测层间断层或水源藏身地点。

3.4建筑弯曲结构保温检查

在整个热传导过程中,建筑物的弯曲结构由于各部分的导热系数不同,主要表现出不同的温度梯度。因此,检查时一定有温差,所以一般应在冬季或夏季进行检查,而且春秋两季室内外温差不大,不利于检查。通过红外热像仪检测方法对主体结构进行目视检查非常顺利,可以快速检查是否疏忽保温层,因工程施工等因素造成保温层破损、不完整、留有孔洞、窗户工程建筑的门保温、气密性、变形位置等的检验。我国《采暖住宅建筑节能检验标准》(JGJ132-2001)明确规定工程建筑的弯曲结构应采用红外检测图像方法进行清晰检测。

3.5建筑结构混凝土火灾损伤及冻融检查

火灾和冻融造成的混凝土损坏程度以及抗压强度的降低目前缺乏快速有效的检测方法。在国内,上海同济大学近年来完成了大量的检测研究。根据混凝土火灾事故的生化反应,混凝土表面变得越来越松散。由于表层直接被烧制,其松散程度更严重,硬度也随着松散程度的降低而下降;混凝土受到冻融的影响。脱离损伤和局部松动,使混凝土的传热降低。在阳光直射或外部加热后,损坏位置的温度梯度和未受影响的表面或附近混凝土的热应力会产生显著差异。从红外探测图像所指示的“热点”和“冷点”,很容易确定火灾和冻融循环破坏的位置。

3.6工程施工加固中粘钢框架结构红外检测

粘贴钢板结构加固的具体检验方法有敲打法和超声波法。敲击法是根据自己的经验来判断的,人为错误在鉴定中占较大比例。超声波法主要是根据检测到的数据信号来回缺陷的传输时间来确定缺陷和表层之间的距离,准确测量雷达回波数据信号的强度和超声波发生的位置。弄清缺陷大小,但超声波法费时费力,要记录很多波形。红外传感器方法还可以快速、准确、直观地检测缺陷。因为温度大于绝对零的物体可以发送红外传感器,只要有温差,就可以检测到缺陷的位置。

红外传感器越来越多地用于建筑项目。一些新项目检查还处于探索阶段,一些新项目检查已经比较完善,比如墙体单板检查、环保节能、漏水检查等。在《建筑工程红外热成像检测方法》国家行业标准的出台,意味着红外成像检测方法将在我国通用工程和建筑领域使用,它的主要用途是其他检测方法无法比拟的。随着中国工程建筑中红外诊断工作的进展,大家逐渐了解到红外诊断工作是一种测试标准,具有非接触的优点,实际操作安全、高灵敏度、高检测离子效率和形象可视化,把现场检查水平提升到一个更大的水平。

4结束语:

根据概念分析和具体检验验证,利用红外热成像技术对建筑工程项目进行检验,利用电子信息技术对其进行科学论证是一种切实可行的方法,是其他检测方法无法比拟的。优点:①非接触式探伤,可以处理高处等特殊条件下的一些探伤问题;②可轻松进行大范围的检验,检验的生产效率非常高;③检测结果通过图像可视化;④测试结果便于永久保存和连续使用,有利于测试服务档案的建立。

参考文献:

[1]饶悦.红外热像技术在房屋渗漏检测中的应用[J].建材与装饰,2019(12):59-60.

[2]曹平华.红外热成像技术在建筑外墙检测中的应用[J].无损检测,2019,39(2):26-29,33.

[3]韩军.红外热像技术在建筑渗漏检测中的应用探讨[J].建材与装饰,2019(38):53-54.

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