背景

随着节能环保理念的深入人心，节约能耗已经成为了各行各业的目标，建筑行业也不例外，建筑的能效管理已经成为多个国家的硬性指标。这对许多在建筑领域工作的专业人员产生了重大影响。

如何降低建筑物的能量损耗成为了建筑领域迫在眉睫需要解决的问题，而红外热像仪能准确定位能量损耗的具体位置，无需采用任何破坏性的检测方法，便它成为判断建筑物的能量损耗情况诊断的理想工具。

总述

红外热像仪可以用于检测建筑物缺陷，如隔热失效、灰泥脱层、冷凝问题以及查看能量损耗的出色工具，还协助评估平屋顶的隔热层损坏情况以及水分含量。

红外热像仪作为绘制建筑物能量损耗的独特工具是一种检测建筑物能耗的便捷高效方法，其所拍摄的红外图像可以很好地反映建筑物的温度、湿度等参数，做为建筑领域工程师提供重要的能耗信息。

方案需求

建筑领域不同于其它行业，热像仪在拍摄红外图像时会受到众多因素的干扰，从而影响红外图像所表现的参数信息。

只有通过了解不同的建筑材料和结构，深谙影响表面温度和图案的各种因素，才可以有效地避免建筑物各方面因素的干扰，拍摄出精确的红外图像。

干扰因素综述

1.建筑材料的影响

一些材料(例如混凝土)热灵敏度较低，温度变化非常缓慢。而其他材料(例如大多数金属)则能迅速改变温度。为了正确解读结果，热像仪操作工程师必须知道检查前外墙或内墙是否有过大的温度变化，因为它会影响温度读数。

2. 建造方式的影响

外墙在外表面和其余结构之间可能留有空气夹层。这种类型的结构不适合从外部控制。从内部看，墙体中的所有框架结构温度会更低(假设内部温度更高)。从温度较低一侧来看，情况则恰恰相反。这些都是预期的特征图，一切正常。

▲从内部拍摄的红外图像。框架可见，而且组装覆盖板与框架的螺钉也同样可见。角落处明显温度更低，这称为角落效应，但这里不存在任何问题。

3. 室内和室外温度的影响

只有墙体内外两侧之间稳定温差大于等于10°C时，隔热失效、隔热损坏或隔热不良的现象才会在热图像中清晰显示。更小的温差往往也是允许的，这得视建筑材料的热容量而定。通常从内墙和外墙进行检测都可行。最好的检测结果往往从内墙获取，因为影响因素较少，但为了更好地全面了解建筑物，建议从外墙进行补充热量测量。用户应知道室内和室外温度，并且还需要知道在过去24小时内是否发生较大的温度变化。

4. 建筑结构压差的影响

如果建筑结构发生泄漏，建筑结构的压差会使气体从一侧流向另一侧。高压差导致高流速，如果不存在压差，则无气体通过泄漏处流动而且建筑结构看起来密封性良好。

红外热像仪看不到气体本身，但能显示由于气流而冷却的区域。以下图为示例，从图像显示特征图中可以得出结论。

▲图像显示踢脚线处的气体泄漏

5. 对外墙的影响

阳光和阴影可能会在表面上形成非常特殊的图案，并且在太阳辐射结束后数小时内可以看到。具体多少小时后可以看到，这取决于建筑结构所使用的材料。切勿将其与被检测建筑中由热传递产生的图案搞错。比如，砖的温度变化比木材慢得多。风的影响不明显，与没有风的情况相比，表面温差较小。降雨使表面变湿并降温。干燥时会导致蒸发，从而使表面降温。显然这会产生误导性图案，需要注意。

6. 对内墙的影响

加热器对周围表面进行加热。从通风口出来的空气可能会吹到表面上并使其局部加热或冷却。墙上的书架、柜体和图片具有隔热效果。如果把这些东西从墙上取走，其后面墙体会显示温度更低的图案。

▲以上两幅图像是从同一面墙体拍摄而得。外墙温度比内墙温度更低。右侧图像显示从墙上取走一张照片时发生的情形。图片后面的墙体温度较低，因为图片尺寸与墙上的两个墙钉之间的尺寸相同，所以看起来墙体存在隔热失效的问题。该示例表明，在红外检测前至少6小时将物体从墙上取走是非常重要的。

7. 周围反射的影响

扫描反射目标时，一定要改变扫描角度以消除图像上的反射。反射可能来自你自身的热量，或者该区域的其他热源，如机器、灯泡或变压器。反射会造成热图像的数据不正确，如果数据难以理解，则存在数据错误。

▲ 该图显示左侧窗口对内墙(右侧)的反射。

热像方案综述

1． 检测隔热缺陷

不同国家隔热层的典型厚度存在差异。在气候寒冷的国家，隔热层通常较厚。在温带气候国家，隔热层较薄或根本不使用隔热层。另一方面，温暖气候条件下，室内空间需要进行制冷，这也需要较厚的隔热层来防止能量损失。使用红外热像仪时外墙和内墙之间的温差至少需要达到10°C，这样才能获得良好的、易于查看的图像。使用具有更高分辨率和热灵敏度的热像仪，温差要求会更小。

2． 检测气体泄漏

通过建筑物的外围结构发现气体泄漏是一种常规的做法。气体泄漏导致更高的能量损耗，通常会造成通风系统出现问题，并导致建筑物内出现冷凝，从而使室内气候变差。然而，使用红外热像仪，便可以检测冷空气从建筑物泄漏处溢出时出现的典型现象。

3． 水分检测

受潮是房屋损坏最常见的形式。气体泄漏会在墙体、地板或天花板内形成冷凝水，潮湿的隔热层需要很长时间才能干燥，经常成为霉菌和真菌孳生的主要位置。使用红外热像仪进行扫描可以检测到导致霉菌繁殖的具体受潮位置，确定固有潮湿区域的位置。

4． 检测热桥

热桥是由于建筑结构造成的隔热层较少的区域；如金属紧固件、混凝土梁、板或柱。热量会找到最方便的途径（阻力最小的途径）从温度较高的空间向外散逸。很多时候，热量会通过一种比周围材料具有更高导热率的元件进行"短路"，该元件即被称为热桥。而通过红外热像仪则可清晰的检测到热桥。

5． 供热管道和区域供热

在气候寒冷的地区，会对路面和通道供热。区域供热也很普遍，这种供热系统在某个中心点产生热量，用于满足住宅和商业供热需求。热成像测量可以轻松检测地下供热系统中的任何故障。即使地面上冰雪覆盖，使用红外热像仪也能看到供热管线。

6． 发现屋顶漏水

屋顶的潮湿区域可以修复而不用替换整个屋顶时，可以节省巨额费用。通过使用太阳作为加热器，用红外热像仪能在屋顶找到受潮的隔热层。在白天，太阳对屋顶进行加热。在夜间，屋顶再次冷却，但有潮湿隔热层的区域冷却得更缓慢。在红外图像上，这一区域清晰可见，并且比其他区域温度更高。

7．电气故障

电气故障是一种建筑物中最常见的故障。大多数情况下，这些电气问题是肉眼看不见的，但使用红外热像仪能立即在红外图像上看到热点。用户可以对电气柜、组件进行扫描，并检测大量电线、接头，立刻清楚问题。在真正出现问题之前，即可以检测并修复问题区域！

8．检测地暖泄漏

红外热像仪是一种使用简便的工具，即使水管铺设在地板或石膏下方，也能发现管道是否存在泄漏。管道热量经由管道表面向外辐射，使用红外热像仪能轻松检测到热图像。

9．气味

红外热像仪有助于发现房屋之间的泄漏。房屋之间的泄漏导致较差的隔音效果以及香烟和其他异味渗入的问题。通过使用负压和温差，很容易就能检测到泄漏。

10．冷库

冷库和冷室对隔热和密封都有很高的要求。冷库的普通室内温度为-23°C至-25°C。隔热失效以及泄漏会导致建筑结构内冷凝并结冰，造成更大的能源消耗——而冰块最终会破坏建筑结构；而通过红外热像仪则可轻松的检测到冷库的隔热是否失效。

11．重建计划和质量保证

▲  目前有许多手持式的热像仪均具有良好的功能。

红外技术用于重建计划，也用于质量保证及新建筑物的检测。在建筑结构干燥期间，红外图像可以确定干燥程序的进度，以便采取必要的措施加速干燥过程。如果干燥过程可以加速，并且在红外热像仪的帮助下证明建筑结构已经完全干燥，则建筑物可以更快地交付给客户。

12．建筑修复

红外热成像在建筑物和古迹修复过程中提供有价值的信息。在矿物灰泥中隐藏的框架结构在红外图像中清晰可见。因此，可以确定这些结构的外露是否有用。墙体上的石膏分离也可以尽早进行，以便采取维护措施。

关键词:红外热像仪 检测 建筑

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来 源：FLIR

编辑：马致远

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