引言

建筑围护结构缺陷主要分为外表面热工缺陷和内表面热工缺陷，包括热桥缺陷，圈梁、柱、拐角等部位，是建筑外围护结构的热工性能薄弱部位，是影响建筑物节能效果和建筑物热舒适性的重要因素。同时这些墙体热工缺陷大多数是隐蔽的，仅凭工程资料和常规现场检测方法不足以判断其所在部位和严重程度，从而影响对建筑热工性能与节能状况的评价。采用红外热像仪可以迅速和全面地判断建筑热工状况，找出存在热工缺陷的部位，具有纵览全局的效果。所以，在对建筑物围护结构进行详细检测之前，宜优先进行建筑热工缺陷的检验。

1. 红外热像仪的应用现状

红外热像仪是集先进的光电子技术、红外探测器技术和红外图像处理技术于一身的高科技产品，广泛应用于电力系统热故障的状态检测和诊断、石油和化工设备检测、冶金系统的设备监控、消防探测和安全检测、医疗诊断、海关缉私等行业。红外热像仪用于建筑节能研究和检测在我国尚处于起步阶段，但随着我国建筑节能的进一步开展，红外热像仪必将有着广阔的应用前景。JGJl32—200l《采暖居住建筑节能检验标准》中明确指出建筑物围护结构热工缺陷宜采用红外摄像法进行检测。

2.红外热像仪的工作原理

任何温度高于绝对零度的物体，都在不断地向周围辐射红外线。它所辐射的各种波长红外线能量的总和Eb与物体的绝对温度T的4次方成正比，也与黑体辐射系数成Cb正比，即：

红外热像仪便是以此为理论根据进行温度测量的，它利用红外光的热效应，通过接收并分析物体发射的红外光波，再通过信号处理系统得出物体的温度图像，成像过程见图1。这种图像称为热像图，热像图与物体表面的热分布场相对应，通俗地讲红外热像仪就是将物体发射的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。用亮表示温度高，暗表示温度低，或用暖色和冷色表示温度高低。

3.红外热像仪的应用及结果分析

3.1使用要求

采用红外热像仪进行建筑围护结构热工缺陷检测时，红外热像仪及其温度测量范围应符合现场检测要求。红外热像仪传感器的使用波长应在8.0～14.0μm之内，传感器分辨率不应低于0.1℃，其测量不确定度应<0.5℃。

检测应在建筑物供热(供冷)系统稳定运行后进行，检测期间环境条件应符合以下规定：

①检测前至少24h内室外空气温度的日平均温度与开始检测时相比，变化不应超过±10℃；检测期间的平均温度与开始检测时相比，变化应在-5~5℃范围内。

②检测期间与开始检测时的空气温度相比，室外空气温度逐时值变化应≤5℃，室内空气温度逐时值的变化应≤2℃。

③建筑围护结构两侧空气温差的逐时值，检测前至少24 h内和检测期间，均不宜<10℃。

④进行外围护结构内表面热工缺陷检测时，要避免灯光直射，至少检测开始前12h，被检测的围护表面不应受到太阳直接辐射。

⑤室外风速急剧变化时不宜进行检测。

⑥在使用红外热像仪时，应使用尽可能短的波长进行测量，以减小测量误差，图2显示出发射率误差假定为10％时，不同波长在不同温度下的测量误差。

3.2使用方法

检测时，首先对围护结构进行普测，然后对可疑部位进行详细检测。检测前，应采用表面式温度计在所检测的外围护结构表面上测出参照温度，以此调整红外热像仪的发射率，使红外热像仪的测定结果等于该参照温度；应在与目标距离相等的不同方位扫描同一部位，检查临近物体是否对受检的外围护结构表面造成影响，必要时可以采取遮挡措施或者关闭室内热辐射源。建筑围护结构同一个部位的红外热谱图，不应少于4张。如果所拍摄的红外热谱图中，主体区域过小，应单独拍摄2张以上主体部位热谱图。所检测部位的热谱图，应用草图说明其所在位置，并应附上可见光照片，红外热谱图上应标明参照温度的位置和数据。

3.3结果分析

检测后对实测热像图进行分析并判断是否存在热工缺陷及缺陷的类型和严重程度。可通过与参考热像图的对比进行判断，必要时可采用内窥镜、取样等方法进行认定。异常部位宜通过将实测热谱图与被测部分的预期温度分布进行比较确定。实测热谱图中出现的异常，如果不是围护结构设计或热(冷)源、测试方法等原因造成，则可认为是缺陷。无论是木结构、钢筋混凝土结构还是其他类型结构，当从内部拍摄时，采暖中的建筑，绝热性能好的部位显示为低温区；夏季采用空调的建筑，绝热性能不好的部位则显示为高温区。而从外部拍摄时则刚好相反。

围护结构表面的缺陷宜采用温差来判定，这是因为表面红外检测受到气候因素及环境因素影响较大，要消除这些因素的影响，往往给检测带来很多限制，影响检测效率，如果不采用温度，而采用温差来作为评估依据，则可消除气候因素及环境因素的影响。另外围护结构的热工缺陷主要是相对主体区域而言的，采用红外热像仪，主体区域平均温度很容易确定，因此，采用主体区域平均温度作为比较的基础，而温差在红外热像图上很容易观察到。

定为合格建筑：①受检外表面缺陷区域与主体区域面积的比值应<20％，且单块缺陷面积应<0.5m2；②受检内表面因缺陷区域导致的能耗增加比值应<5％，且单块缺陷面积应<0.5m2。

4.应用实例及分析

由于施工过程中可能发生一些偏离设计的情况，甚至一些有意偷工减料情况的发生，往往造成围护结构中存在建筑热工缺陷，降低了建筑的节能效果，甚至引起更大的麻烦。通过红外热像仪可以快速准确地查出这些缺陷，下面是一些实拍图片及其分析。

5.结语

红外热像仪的运用是目前建筑节能检测领域最先进、最有效的手段之一，通过它可以快速地对大规模住宅小区、建筑群进行红外热像直观图像和量化分析相结合的检测，迅速全面地判断建筑热工状况。随着对该技术的进一步研究，红外热像技术将日趋成熟，也必将大大推进建筑节能检测技术水平的提高。