背景

隨著節(jié)能環(huán)保理念的深入人心，節(jié)約能耗已經(jīng)成為了各行各業(yè)的目標，建筑行業(yè)也不例外，建筑的能效管理已經(jīng)成為多個國家的硬性指標。這對許多在建筑領(lǐng)域工作的專業(yè)人員產(chǎn)生了重大影響。

如何降低建筑物的能量損耗成為了建筑領(lǐng)域迫在眉睫需要解決的問題，而紅外熱像儀能準確定位能量損耗的具體位置，無需采用任何破壞性的檢測方法，便它成為判斷建筑物的能量損耗情況診斷的理想工具。

總述

紅外熱像儀可以用于檢測建筑物缺陷，如隔熱失效、灰泥脫層、冷凝問題以及查看能量損耗的出色工具，還協(xié)助評估平屋頂?shù)母魺釋訐p壞情況以及水分含量。

紅外熱像儀作為繪制建筑物能量損耗的獨特工具是一種檢測建筑物能耗的便捷高效方法，其所拍攝的紅外圖像可以很好地反映建筑物的溫度、濕度等參數(shù)，做為建筑領(lǐng)域工程師提供重要的能耗信息。

方案需求

建筑領(lǐng)域不同于其它行業(yè)，熱像儀在拍攝紅外圖像時會受到眾多因素的干擾，從而影響紅外圖像所表現(xiàn)的參數(shù)信息。

只有通過了解不同的建筑材料和結(jié)構(gòu)，深諳影響表面溫度和圖案的各種因素，才可以有效地避免建筑物各方面因素的干擾，拍攝出精確的紅外圖像。

干擾因素綜述

1.建筑材料的影響

一些材料(例如混凝土)熱靈敏度較低，溫度變化非常緩慢。而其他材料(例如大多數(shù)金屬)則能迅速改變溫度。為了正確解讀結(jié)果，熱像儀操作工程師必須知道檢查前外墻或內(nèi)墻是否有過大的溫度變化，因為它會影響溫度讀數(shù)。

2. 建造方式的影響

外墻在外表面和其余結(jié)構(gòu)之間可能留有空氣夾層。這種類型的結(jié)構(gòu)不適合從外部控制。從內(nèi)部看，墻體中的所有框架結(jié)構(gòu)溫度會更低(假設內(nèi)部溫度更高)。從溫度較低一側(cè)來看，情況則恰恰相反。這些都是預期的特征圖，一切正常。

▲從內(nèi)部拍攝的紅外圖像?？蚣芸梢?，而且組裝覆蓋板與框架的螺釘也同樣可見。角落處明顯溫度更低，這稱為角落效應，但這里不存在任何問題。

3. 室內(nèi)和室外溫度的影響

只有墻體內(nèi)外兩側(cè)之間穩(wěn)定溫差大于等于10°C時，隔熱失效、隔熱損壞或隔熱不良的現(xiàn)象才會在熱圖像中清晰顯示。更小的溫差往往也是允許的，這得視建筑材料的熱容量而定。通常從內(nèi)墻和外墻進行檢測都可行。最好的檢測結(jié)果往往從內(nèi)墻獲取，因為影響因素較少，但為了更好地全面了解建筑物，建議從外墻進行補充熱量測量。用戶應知道室內(nèi)和室外溫度，并且還需要知道在過去24小時內(nèi)是否發(fā)生較大的溫度變化。

4. 建筑結(jié)構(gòu)壓差的影響

如果建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生泄漏，建筑結(jié)構(gòu)的壓差會使氣體從一側(cè)流向另一側(cè)。高壓差導致高流速，如果不存在壓差，則無氣體通過泄漏處流動而且建筑結(jié)構(gòu)看起來密封性良好。

紅外熱像儀看不到氣體本身，但能顯示由于氣流而冷卻的區(qū)域。以下圖為示例，從圖像顯示特征圖中可以得出結(jié)論。

▲圖像顯示踢腳線處的氣體泄漏

5. 對外墻的影響

陽光和陰影可能會在表面上形成非常特殊的圖案，并且在太陽輻射結(jié)束后數(shù)小時內(nèi)可以看到。具體多少小時后可以看到，這取決于建筑結(jié)構(gòu)所使用的材料。切勿將其與被檢測建筑中由熱傳遞產(chǎn)生的圖案搞錯。比如，磚的溫度變化比木材慢得多。風的影響不明顯，與沒有風的情況相比，表面溫差較小。降雨使表面變濕并降溫。干燥時會導致蒸發(fā)，從而使表面降溫。顯然這會產(chǎn)生誤導性圖案，需要注意。

6. 對內(nèi)墻的影響

加熱器對周圍表面進行加熱。從通風口出來的空氣可能會吹到表面上并使其局部加熱或冷卻。墻上的書架、柜體和圖片具有隔熱效果。如果把這些東西從墻上取走，其后面墻體會顯示溫度更低的圖案。

▲以上兩幅圖像是從同一面墻體拍攝而得。外墻溫度比內(nèi)墻溫度更低。右側(cè)圖像顯示從墻上取走一張照片時發(fā)生的情形。圖片后面的墻體溫度較低，因為圖片尺寸與墻上的兩個墻釘之間的尺寸相同，所以看起來墻體存在隔熱失效的問題。該示例表明，在紅外檢測前至少6小時將物體從墻上取走是非常重要的。

7. 周圍反射的影響

掃描反射目標時，一定要改變掃描角度以消除圖像上的反射。反射可能來自你自身的熱量，或者該區(qū)域的其他熱源，如機器、燈泡或變壓器。反射會造成熱圖像的數(shù)據(jù)不正確，如果數(shù)據(jù)難以理解，則存在數(shù)據(jù)錯誤。

▲ 該圖顯示左側(cè)窗口對內(nèi)墻(右側(cè))的反射。

熱像方案綜述

1． 檢測隔熱缺陷

不同國家隔熱層的典型厚度存在差異。在氣候寒冷的國家，隔熱層通常較厚。在溫帶氣候國家，隔熱層較薄或根本不使用隔熱層。另一方面，溫暖氣候條件下，室內(nèi)空間需要進行制冷，這也需要較厚的隔熱層來防止能量損失。使用紅外熱像儀時外墻和內(nèi)墻之間的溫差至少需要達到10°C，這樣才能獲得良好的、易于查看的圖像。使用具有更高分辨率和熱靈敏度的熱像儀，溫差要求會更小。

2． 檢測氣體泄漏

通過建筑物的外圍結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)氣體泄漏是一種常規(guī)的做法。氣體泄漏導致更高的能量損耗，通常會造成通風系統(tǒng)出現(xiàn)問題，并導致建筑物內(nèi)出現(xiàn)冷凝，從而使室內(nèi)氣候變差。然而，使用紅外熱像儀，便可以檢測冷空氣從建筑物泄漏處溢出時出現(xiàn)的典型現(xiàn)象。

3． 水分檢測

受潮是房屋損壞最常見的形式。氣體泄漏會在墻體、地板或天花板內(nèi)形成冷凝水，潮濕的隔熱層需要很長時間才能干燥，經(jīng)常成為霉菌和真菌孳生的主要位置。使用紅外熱像儀進行掃描可以檢測到導致霉菌繁殖的具體受潮位置，確定固有潮濕區(qū)域的位置。

4． 檢測熱橋

熱橋是由于建筑結(jié)構(gòu)造成的隔熱層較少的區(qū)域；如金屬緊固件、混凝土梁、板或柱。熱量會找到最方便的途徑（阻力最小的途徑）從溫度較高的空間向外散逸。很多時候，熱量會通過一種比周圍材料具有更高導熱率的元件進行"短路"，該元件即被稱為熱橋。而通過紅外熱像儀則可清晰的檢測到熱橋。

5． 供熱管道和區(qū)域供熱

在氣候寒冷的地區(qū)，會對路面和通道供熱。區(qū)域供熱也很普遍，這種供熱系統(tǒng)在某個中心點產(chǎn)生熱量，用于滿足住宅和商業(yè)供熱需求。熱成像測量可以輕松檢測地下供熱系統(tǒng)中的任何故障。即使地面上冰雪覆蓋，使用紅外熱像儀也能看到供熱管線。

6． 發(fā)現(xiàn)屋頂漏水

屋頂?shù)某睗駞^(qū)域可以修復而不用替換整個屋頂時，可以節(jié)省巨額費用。通過使用太陽作為加熱器，用紅外熱像儀能在屋頂找到受潮的隔熱層。在白天，太陽對屋頂進行加熱。在夜間，屋頂再次冷卻，但有潮濕隔熱層的區(qū)域冷卻得更緩慢。在紅外圖像上，這一區(qū)域清晰可見，并且比其他區(qū)域溫度更高。

7．電氣故障

電氣故障是一種建筑物中最常見的故障。大多數(shù)情況下，這些電氣問題是肉眼看不見的，但使用紅外熱像儀能立即在紅外圖像上看到熱點。用戶可以對電氣柜、組件進行掃描，并檢測大量電線、接頭，立刻清楚問題。在真正出現(xiàn)問題之前，即可以檢測并修復問題區(qū)域！

8．檢測地暖泄漏

紅外熱像儀是一種使用簡便的工具，即使水管鋪設在地板或石膏下方，也能發(fā)現(xiàn)管道是否存在泄漏。管道熱量經(jīng)由管道表面向外輻射，使用紅外熱像儀能輕松檢測到熱圖像。

9．氣味

紅外熱像儀有助于發(fā)現(xiàn)房屋之間的泄漏。房屋之間的泄漏導致較差的隔音效果以及香煙和其他異味滲入的問題。通過使用負壓和溫差，很容易就能檢測到泄漏。

10．冷庫

冷庫和冷室對隔熱和密封都有很高的要求。冷庫的普通室內(nèi)溫度為-23°C至-25°C。隔熱失效以及泄漏會導致建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)冷凝并結(jié)冰，造成更大的能源消耗——而冰塊最終會破壞建筑結(jié)構(gòu)；而通過紅外熱像儀則可輕松的檢測到冷庫的隔熱是否失效。

11．重建計劃和質(zhì)量保證

▲  目前有許多手持式的熱像儀均具有良好的功能。

紅外技術(shù)用于重建計劃，也用于質(zhì)量保證及新建筑物的檢測。在建筑結(jié)構(gòu)干燥期間，紅外圖像可以確定干燥程序的進度，以便采取必要的措施加速干燥過程。如果干燥過程可以加速，并且在紅外熱像儀的幫助下證明建筑結(jié)構(gòu)已經(jīng)完全干燥，則建筑物可以更快地交付給客戶。

12．建筑修復

紅外熱成像在建筑物和古跡修復過程中提供有價值的信息。在礦物灰泥中隱藏的框架結(jié)構(gòu)在紅外圖像中清晰可見。因此，可以確定這些結(jié)構(gòu)的外露是否有用。墻體上的石膏分離也可以盡早進行，以便采取維護措施。