红外热像在建筑工程检测中的应用

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。

红外热像仪在地下结构和道桥工程中的应用探讨

在公路隧道、地铁隧道、地下室、地下车库、地下商场等各类地下工程中，由于设计、施工、选材、地质条件以及人为或自然灾害等因素，导致已运营的地下工程常常发生渗漏现象，若不进行及时治理，必将影响工程使用功能、影响结构耐久性甚至会影响到地下结构的安全。我国及地方也先后出台了多部规范如《地下工程防水技术规范》(GDJl08－87)、《地下铁道设计规范》(GB5015－92)、《公路隧道设计范》及《盾构法隧道防水技术规程》（DBJ08-50-96）等均对地下工程的防水要求作了各自不同程度的规定。对于运营的地下工程，应定期检测其围护结构的内墙、底板和顶板等有关渗漏水、漏泥、裂缝、结构局部破坏及钢筋锈蚀等状况，为地下工程的修缮提供依据，同时为地下工程更加科学合理的设计、施工、选材等提供基础资料。
在道桥工程中，因路面厚度设计、基层、路面窨井及管线、混凝土质量、横向缩缝、温差及交通荷载等各方面的影响，导致沥青路面产生的各种缺陷如龟裂、块裂、纵裂、横裂、坑槽、沉陷、车辙、波浪拥包、修补不良等，水泥路面产生的破碎、裂缝、板角断裂、错台、唧泥、边角剥落、接缝料损坏、坑洞、修补损坏、拱起和层状剥落等缺陷，以及桥梁开裂、破损和路面积水等均可利用红外热像技术进行普查，为道桥养护、维修与加固提供可靠依据。同时，检测结果易于永久储存，反复调用，便于建立检测档案资料。

红外热像仪检测影响因素探讨

一般而言，红外热像检测技术会受热源、缺陷状况、环境、成像角度等因素影响。
（1）日照越强，即单位时间内目标物表面接受热量越多，则目标物表面温度上升，同时温差也增大，缺陷越容易辨别。因此，要明显易辨红外热像中的缺陷分布，需要外部热源比较强烈，如日照较强时，有利于缺陷的分辨，而日照不强或阴天时，较难准确辨别缺陷。
（2）缺陷状况如缺陷大小、缺陷厚度、缺陷埋深、充填物等对红外热像结果均有不同程度影响。一般而言，缺陷大的地方容易从热成像图上看出，且温度明显较高；缺陷越厚，使得热传导率越小，缺陷处表面温度越高，导致温差增大，在热成像图上越易识别；空鼓埋置越浅越易测得；充填物为水时，导致热容量增幅较大，温度降低，将比完好部分温度低，在热成像图上将呈现“冷斑”等。
（3）周围环境对成像结果影响较大。若墙体边缘附近有高温物体存在时，会影响靠近高温物体的建筑物表面的温度，一般显得温度较高。因此拍摄时应尽量避开周边建筑物的反射、天空的反射、阳光的反射、树木遮挡等不利影响。

结论
应用红外热成像技术对房屋建筑工程、地下结构及道桥工程进行检测，并用计算机技术对其进行科学分析，是一种行之有效的方法，它可以缩小检测范围，准确地突出有潜在问题的区域，具有其他检测手段无法比拟的优点，应用前景非常广阔。但由于红外热像仪检测结果影响因素众多，建议在红外热像仪进行普查的基础上，对某些重点可疑区域可采用小锤敲击法、超声波法或其他无损检测方法等进行复核，以保证检测结果的可靠性。