基于红外热像技术的建筑幕墙渗漏检测技术研究
黄启云1 李建新2 要东明1 潘琪1 梁文习1 梁福钧3
生成PDF 清样下载 引用

复制成功

导出题录

参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

黄启云1 李建新2 要东明1 潘琪1 梁文习1 梁福钧3,. 基于红外热像技术的建筑幕墙渗漏检测技术研究[J]. 中国科学研究,20226. DOI:10.12721/ccn.2022.157044.
摘要: 在现代建筑中,人们因为更加注重外形的美观性而改变建筑结构,外强度墙体的砌筑材料和装饰材料更多采用轻质新型,由此带来的建筑幕墙渗漏问题日趋显现。特别是在我国南方多雨的区域,墙体的裂缝会因为雨水的渗入并滞留让建筑物受潮,严重影响其使用功能。不仅会污损建筑物内装饰,损害视觉形象,而且长期渗漏会对建筑物结构构件造成严重腐蚀,威胁到建筑物的安全使用,减少使用的年限。因此,通过检测技术发现建筑存在的渗漏,查清雨水隐藏的位置,是消除安全隐患的最佳措施。本文将对红外热像技术的建筑幕墙渗漏检测技术进行研究。
关键词: 红外热像技术;建筑幕墙;渗漏检测;技术研究
DOI:10.12721/ccn.2022.157044
基金资助:

引言

目前,各类建筑物都存在不同程度的墙体渗漏问题。该现象的主要表现是墙面出现大小不等的片状混印迹,会导致外墙饰面砖剥落,内墙涂料霉变,地面被水浸泡,不仅有损建筑物的观感形象,还会降低建筑物的使用功能。因此,查明建筑墙体的渗漏原因和位置及时采取相应的技术修补措施,可以有效提升墙体的抗裂和抗渗漏的能力。而通常情况下,查找渗漏准确部位有一定的难度,因此,对墙体渗漏的位置和状况进行准确地分析,是工作的重中之重。采用红外热成像法检测技术,可有效解决这一问题。

一、技术现状

(一)研究内容

本项目的主要研究方向是通过红外成像技术探索建筑外墙的渗透机理,利用室内与现场互相结合的探究模式,在依托实验数据进行检测技术的理论与实践的合理创新,形成新型创新结果,主要进行以下方面的研究:

1.以外墙淋水的试验为基础,对外墙渗漏状况进行仿真模拟,利用红外热像技术对外墙的红外热像技术特征进行分析,对相关温度的变化情况进行详细研究,研究出该仪器的最适宜的检测条件,对该技术检测的可靠性进行科学的验证。

2.针对建筑外墙升温和降温的变化过程,本研究利用三维有限元分析方法进行有效的模拟,对有限元红外热像技术的检测结果进行比较和分析,对其技术检测的精准性进行验证,并对实际构成该技术检测的影响参数进行分析,为实验以及具体工程检测提供指导依据。

3.依托红外热像技术有效检测建筑外墙的渗漏状况,对渗漏后的红外热像图特征进行深度研究,首先确定建筑结构和热像图特征关系,以此确定外墙渗漏的具体位置,让外墙渗漏的无损检测得以实现。

(二)主要检测方式

1.传感器检测

传感器检测是在传感器预先埋设在防水材料下面,前提是在防水材料铺设时就要设计,配套的设备包括数据控制箱和恒流装置。通常情况下的防水层为不导电的绝缘体,但如果损坏了防水层的绝缘材料,就会发生导电现象,传感器就会发出信号,通过信号获悉有渗漏现象发生,因为网式排布的墙体内的传感器,可以对墙体渗漏位置进行准确定位。该检测方式的最大缺点就是必须在墙体的建筑过程中同时将传感器埋入,需要极高的前期费用;并且不能在完全建筑完的建筑墙体应用。因此,该方式并不适合一般的墙体渗漏检测,难以广泛普及。

2.红外线法检测

建筑物的防水层一旦出现渗漏的现象,肯定会有相应的物理反应,比如渗漏的位置和没有渗漏位置会有一定温差。可以利用红外线仪器将该物理现象产生的温差变成可视的图像,进而对渗漏点进行确定。该装置由红外线射线机、处理机、用于记录的视频信号磁带录像机、监控电视机等组成,其中红外线摄像机可以捕捉防水层不同的温度,处理机能够将红外线变为温度信号。但红外线法检测的缺点是费用高,检测结果精准度不够,在应用过程中抗干扰能力不足。

(三)技术路线

本研究的技术路线如图1所示截图1741065170.png


图1 技术路线图

二、室内渗漏检测试验

(一)仪器设备配置

1.本研究的室内试验检测使用的红外热像仪,本质上是一台高灵敏度、非接触性的红外线辐射热照相机,红外热像仪,它是一种非接触、高灵敏的红外线辐射热照相机,二维非制冷焦平面探测器探测到被测试物体发出的红外放射线,同时将其转换为电信号,然后将模拟温度信号放大后转换为数字信号,通过黑白或者彩色的热图像将数字信号转化后显现出来。该仪器设备具备轻小且容易携带的特点。

2.本项目选择光波红外线加热灯作为加热工具,该灯具的最大优势是加热面积在1米的距离处可以达到1100×1300mm,而且最理想的加热均匀性表现在800×900mm范围内。

(二)渗漏试件准备

1.玻璃幕墙渗漏试验模拟

本项目的室内渗漏试验利用玻璃幕墙进行,采用规格为0.5m×0.5m玻璃幕墙,利用四块玻璃幕墙组成渗漏面,并产生四条金属框架的搭接缝,利用玻璃胶把框架与玻璃幕墙之间进行密封,在金属架上安装好4块玻璃幕墙。

2.装配式外墙渗漏试验模拟

本项目室内渗漏试验利用混凝土板进行,采用规格为0.5m×0.5m混凝土板,利用四块混凝土板拼成渗漏面,产生四条砂浆封堵的搭接缝,在金属架上安装好4块混凝土板。如图2所示。图片2.png

图2 装配式外墙试件简图

(三)试验方法

1.玻璃幕墙渗漏试验方法

该模式为淋水试验,首先将化学试纸粘贴在玻璃幕墙试件内表面的搭接缝上,遇水后的化学试纸如果从蓝色变为淡红色,就预示有渗漏;在金属架上竖直安放玻璃幕墙,将喷淋装置根据一定的距离设置在玻璃幕墙的外表面,而将红外热像仪以适合的位置设置于玻璃幕墙的内表面,并在金属架上固定好,玻璃幕墙搭接处是摄像头的聚焦点。喷淋装置用于喷淋的水为低温水,启动喷淋后,红外热像仪的数据采集每30S进行一次,并进行环境温度的记录。在采集数据的同时要随时关注化学试纸颜色的变化情况,在测试前要准确记录当时的环境温度。

2.装配式外墙渗漏试验方法

该模式为淋水试验,首先将化学试纸粘贴在混凝土板内表面的搭接缝上,遇水后的化学试纸如果从蓝色变为淡红色,就预示有渗漏;在金属架上竖直安放混凝土板,将喷淋装置根据一定的距离设置在混凝土板的外表面,而将红外热像仪以适合的位置设置于混凝土板的内表面,并在金属架上固定好,混凝土板的搭接处是摄像头的聚焦点。喷淋装置用于喷淋的水为低温水,启动喷淋后,红外热像仪的数据采集每2min进行一次,并进行环境温度的记录。在采集数据的同时要随时关注化学试纸颜色的变化情况,在测试前要准确记录当时的环境温度。

四、基于红外热像技术的建筑外墙渗漏检测现场试验

(一)试验人员仪器设备配置

1.试验人员:利用5名技术人员负责现场的试验测试工作。

2.仪器设备:笔记本电脑、红外热像仪、测温计、智能自动化喷淋装置、支架、测湿仪等。

(二)红外热像检测渗漏的流程

红外热像检测渗漏的流程如图3所示。图片3.png

图3红外热像检测渗漏的流程

五、结束语

综上所述,在建筑物无损检测方面,红外热像检测技术不仅解决了渗漏位置难以确定的难点,而且以其高新技术的独特优势完全弥补了传统检测手段的缺陷,具备更广阔的应用前景。本文通过具体的应用案例实践,将该技术成功地应用到建筑物幕墙渗漏检测中,应用结果显示,红外热像技术在建筑渗漏检测领域中不仅可行,还具备极高科学性。但是,在实际的建筑渗漏检测工作中,需要改进和提升的地方还很多,必须在今后的不断实践中提升其技术含量,让检测的效率和质量再上新台阶。

参考文献

[1]许国东。张亚挺,方平,等,红外热成像检测技术在建筑工程质量检测中的应用[J].质量检测,2010,28(5): 24-26.

[2]王靖.红外热像技术在建筑中的检测与分析[D].辽宁工程技术大学,2013,(08):45-47. 

[3] 许国东,张亚挺,方平,杨晓虹红外热成像检测技术在建筑工程质量检测中的应用[A].2007年度建设工程质量检测优秀论文集[C].南京:江苏省建设工程质量监督站,2008.78- -84.

[4] 资料.基于红外热像技术的建筑外墙渗漏检测技术研究[p].技术资料,2022,(5):12-19.