用紅外成像技術(shù)檢測建筑外墻滲漏技術(shù)

用紅外成像技術(shù)檢測建筑外墻滲漏技術(shù)第1頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一一、前言近年來，外墻飾面磚材料從建筑物外墻上空鼓滲漏現(xiàn)象時有發(fā)生，是一種頑癥，嚴(yán)重的還影響正常使用。在我國南方濕熱多雨的地區(qū)，剛才還是烈日當(dāng)空，轉(zhuǎn)眼間傾盆大雨的天氣時有發(fā)生。這種天氣會使建筑物表面在短時間內(nèi)產(chǎn)生30~40℃的溫度下降并同時產(chǎn)生較大的溫度差，由于飾面磚與普通水泥砂漿粘結(jié)材料的熱脹冷縮并不完全同步，因此，它們之間就會產(chǎn)生收縮張拉應(yīng)力。在這種應(yīng)力作用下，飾面磚粘結(jié)界面或膠結(jié)材料與墻體界面較為薄弱部位則會出現(xiàn)分離，在反復(fù)作用下，分離情況不斷擴大，直至形成空鼓并產(chǎn)生滲漏，如加上施工質(zhì)量的因素，則滲漏問題更顯突出。

第2頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一如何從非接觸、遠(yuǎn)距離、實時、快速對建筑外墻空鼓滲漏進(jìn)行判斷是一門新穎的課題。我們近幾年在紅外熱像法檢測外墻飾面磚粘結(jié)、滲漏的方面開展研究及現(xiàn)場操作，并利用紅外熱像儀檢測建筑外墻所得的熱像圖（溫度場分布圖）及變化值，進(jìn)行空鼓滲漏分析和判斷，并為下一步的外墻治理提供依據(jù)。第3頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一二、示例工程概況五羊－本田摩托（廣州）有限公司廠區(qū)內(nèi)技術(shù)樓，創(chuàng)建于2005年，建筑物為單體樓房，主體為一層建筑，局部為二層，該樓房主要作為辦公、技術(shù)發(fā)展等用途。建筑物呈矩形，長138米，寬24米，外墻投影面積約為3000平方米，其中結(jié)構(gòu)層次為：①灰砂磚墻體→②1:3防水砂漿底層→③5厚1:3水泥砂漿抹平粘結(jié)層→④飾面磚層。該建筑主要存在外墻空鼓滲漏問題，并因房屋滲漏問題影響正常辦公。第4頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一三、方案選擇及對比1、敲擊法：敲擊法是一種經(jīng)驗評定方法，一般是使用小錘子作為檢測工具，用敲擊物體發(fā)出的聲音頻率及聲音來判斷物體的致密程度和內(nèi)部空洞，從而推斷滲漏可能性。這種方法程序少，但方法受主觀因素影響較大，主要靠檢測人員的經(jīng)驗進(jìn)行判斷，勞動強度大、效率低。第5頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一2、目測法目測法是一種經(jīng)驗評定方法，一般按個人目視觀測結(jié)果來評定結(jié)構(gòu)的狀態(tài)。這種鑒定方法程序少，花費人力物力少。但主要憑借個人經(jīng)驗，受個人主觀因數(shù)的影響較大。因為空鼓滲漏源頭未必能查找出來，即使是檢測人員專業(yè)技術(shù)水準(zhǔn)較高，也未必能準(zhǔn)確判斷。第6頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一3、紅外熱成像檢測法運用紅外熱像儀探測物體各部分輻射紅外線能量，根據(jù)物體表面的溫度場分布狀況所形成的熱像圖，直觀地顯示材料、結(jié)構(gòu)物及其結(jié)合面上存在不連續(xù)缺陷的檢測技術(shù)并發(fā)現(xiàn)空鼓滲漏區(qū)域。它不需要腳手架，避免危險作業(yè)而且可以快速非接觸、大面積排查建筑飾面缺陷及滲漏情況。由于紅外熱像法具有眾多優(yōu)點，所以本案例采用它作為檢測的主要手段。第7頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一四、紅外熱像法檢測原理紅外熱像儀是利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡接受被測目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應(yīng)。紅外熱像儀就是將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像。熱圖像上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度，用暖色和冷色表示溫度高低，或者用亮白表示溫度高，暗黑表示溫度低。

第8頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一墻體結(jié)構(gòu)有很大的熱容量，對于混凝土結(jié)構(gòu)的主體，當(dāng)外墻的表面溫度比主體溫度高，熱就從外墻表面?zhèn)鞯街黧w中，當(dāng)外墻的表面溫度更低時，熱就由里傳到外。如果墻體飾面材料有剝落空鼓，外墻和主體之間的熱傳導(dǎo)變小。因此，當(dāng)外墻表面從日照或外部升溫的空氣中吸收熱量時，有空鼓層的部位溫度變化比正常情況大。通常，當(dāng)暴露在太陽光或升溫的空氣中時，外墻表面的溫度升高，剝落部位的溫度比正常部位的溫度高；相反，當(dāng)陽光減弱或氣溫降低，外墻表面溫度下降時，剝落部位的溫度比正常部位的溫度低。第9頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一如何從外在墻壁的

表面溫度找出分層的部分？墻體基礎(chǔ)灰泥瓷磚太陽輻射第10頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一外墻熱空氣傳遞路線圖太陽輻射或氣溫波動能量進(jìn)入外墻由于空氣空隙的絕緣影響，熱轉(zhuǎn)移到建筑物會比較慢溫度較高溫度較低第11頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一由于空氣的熱導(dǎo)遠(yuǎn)低于瓷磚、磚、混凝土等建筑材料，因此當(dāng)熱流從表面進(jìn)入建筑物飾面層時，即會在“空鼓”等缺陷部位受到空氣阻擋發(fā)生“熱堆積”，使該處的紅外熱像呈“熱斑”等特征。由紅外熱像“熱斑”出現(xiàn)的部位、持續(xù)時間等特征推知存在飾面磚粘結(jié)質(zhì)量的區(qū)域范圍。

相反原理，但結(jié)構(gòu)體存在潮濕或積水情況，紅外熱像產(chǎn)生“冷斑”現(xiàn)象，并通過“冷斑”現(xiàn)象推知存在飾面磚滲漏的區(qū)域范圍。第12頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一五、紅外熱像法檢測的特長和適用范圍

1、特長：紅外技術(shù)應(yīng)用于無損檢測領(lǐng)域，其重要的特點是能遠(yuǎn)距離測量溫度，該方法具有非接觸、遠(yuǎn)距離、實時、快速、全場測量等優(yōu)點，在這些方面其他的無損檢測方法是無法跟它相比的。紅外線通過非接觸地對外墻進(jìn)行大面積檢測，并可將檢測結(jié)果以圖像的形式直接可看到，熱像圖可用直接可視的方式進(jìn)行記錄、顯示。檢測結(jié)果通過解析熱像圖可進(jìn)行高精度分析。這方面是其他檢測方法所不具備的有利的一面。由于是非接觸，因此它不需要象敲擊法那樣在建筑場地架設(shè)腳手架、吊船等工具，而是在較短的時間內(nèi)完成大面積的攝影任務(wù)，只需要少量工作人員就完成檢測任務(wù)，工作效率高。第13頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一2、適用范圍：從剝離部位和正常部產(chǎn)生溫差的熱源來講，由于基本上依靠日照、外氣溫變化這種自然現(xiàn)象，檢測結(jié)果的圖像清晰程度與準(zhǔn)確性全受氣候的影響，而并非任何時候都可以進(jìn)行檢測的，因此若無日照及外氣溫變化促使空鼓滲漏部位和正常部之間產(chǎn)生大的溫差，也就無法進(jìn)行檢測。另外墻面和攝影位置之間如果有物體遮擋，那個部分也無法檢測。紅外熱像儀采用高靈敏度的紅外探測器，為了使避免影響圖片質(zhì)量，須對拍攝環(huán)境和條件進(jìn)行規(guī)定。制定儀器使用的天氣環(huán)境宜在-5~40℃；濕度≤90%RH；且無下雨、大風(fēng)、結(jié)露。設(shè)備要求工作波段8~14μm；分辨溫差≤0.1℃；紅外像元素:≥240×320位；測溫準(zhǔn)確度±2℃，鏡頭嚴(yán)禁受陽光直射；測定位置、角度不應(yīng)對于圖像處理的精度產(chǎn)生影響。

第14頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一六、紅外熱像法檢測程序1、檢測程序：

制定方案→目測調(diào)查→外墻面部位掃描→重點部位檢測→記錄圖像→資料登記→數(shù)據(jù)收集→數(shù)據(jù)整理、匯總→編制檢測報告2、現(xiàn)場檢測操作2.1、記錄相關(guān)日期、時間、溫度、濕度、設(shè)備、軸線、記錄人等資料并檢查儀器使其處于正常工作狀態(tài)。2.2、設(shè)置正常部位基準(zhǔn)點，下列部位應(yīng)設(shè)置基準(zhǔn)點：（1）飾面材料不同，或飾面材料相同，但顏色不同的部位；（2）部分受光線照射、部分有陰影墻面；（3）受氣候和檢測距離、方位等的影響，正常部分表面溫度出現(xiàn)差異的部位。第15頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一2.3拍攝紅外圖像并保存，拍攝時應(yīng)符合下列要求：（1）拍攝室外距離宜控制在20~50m范圍內(nèi)，在10~20m距離內(nèi)拍攝時宜使用廣角鏡頭；（2）拍攝的仰角宜控制在≤45°以內(nèi)；（3）發(fā)現(xiàn)可疑滲漏或空鼓部位，應(yīng)進(jìn)一步調(diào)整儀器色差，使可疑部位更加明顯，并最終確定滲漏部位。（4）紅外熱像儀拍攝時應(yīng)同時對被檢測部位拍攝可視照片；（5）進(jìn)行熱像拍攝時，應(yīng)注意當(dāng)前位置所拍圖像的分辨率，必要時采用望遠(yuǎn)鏡頭，將墻面分成若干部分拍攝或采用廣角鏡頭。（6）在實際工程檢測時，應(yīng)輔以其他方法（如敲擊法）對紅外熱成像法檢測結(jié)果加以少量的局部確認(rèn)測試。第16頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一2.4、記錄紅外照片和可視照片的編號。2.5、提供建筑物外墻檢測技術(shù)咨詢報告：根據(jù)現(xiàn)場檢測，收集數(shù)據(jù)、圖片及資料，編制建筑物檢測技術(shù)咨詢報告，報告內(nèi)容包括檢測概況、現(xiàn)場實際滲漏情況（包括主要數(shù)據(jù)、代表性圖片、現(xiàn)場資料等）、滲漏原因分析、潛在滲漏發(fā)展隱患、建議治理方向等主要部分。2.6、根據(jù)大樓外立面熱像圖作如下簡要說明：2.6.1、圖一是北向二層女兒墻部位滲漏情況，可見光圖片（即目測）無法看到任何滲漏情況，而熱像圖清晰則反映問題，冷斑部位（深藍(lán)色）是滲漏部位，且滲漏發(fā)展為向下和水平左右擴散，并主要向一層外墻滲透。

第17頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一圖一

女兒墻部位滲漏情況第18頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一2.6.2、圖二是南向整體外墻滲漏情況，從熱像圖分布大量冷斑分析可知該墻體存在較多滲漏面，并從輕微滲漏狀態(tài)向嚴(yán)重方向發(fā)展。同時另一發(fā)現(xiàn)女兒墻根部和樓房圈梁存在水平熱斑現(xiàn)象，說明存在空鼓裂縫，成為日后滲漏源圖二

外墻面滲漏情況第19頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一七、外墻空鼓整治措施該大樓由于外墻長期存在空鼓漏水現(xiàn)象，雖經(jīng)修補但效果不佳，為達(dá)到根治效果，需要做整體防水處理，我們于2011年11月份開始進(jìn)行維修工作，主要施工要點如下：1、搭設(shè)外墻腳手架作為外墻施工平臺；2、整體鏟除外墻飾面磚及外墻抹灰層；3、節(jié)點、接縫密封處理；4、整體批抹約25mm厚抗裂防水砂漿層，內(nèi)加聚丙烯微纖維、加掛Φ2×50×50mm熱鍍鋅鋼網(wǎng)；5、采用約4mm厚LB-82瓷磚膠砂漿粘貼95mm×95mm外墻飾面磚。第20頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一八、大樓維修整改后紅外熱像法復(fù)檢為驗證大樓外墻施工前、后空鼓滲漏的效果對比，我們在經(jīng)過一個雨季的觀察，于2012年9月進(jìn)行復(fù)測，并作以下簡要說明：1、圖三是施工后復(fù)測熱像圖，圖中無圖一在女兒墻部位的冷斑滲漏情況，對比圖一已經(jīng)處理滲漏問題。施工前（即圖一熱像圖）圖三

施工后熱像圖第21頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一2、圖四是施工后復(fù)測熱像圖，圖中無圖二在整個墻面部位的冷斑滲漏情況，對比圖二已經(jīng)處理滲漏問題。施工前（即圖二熱像圖）

圖四

施工后熱像圖第22頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一九、紅外熱像法影響測試的因素紅外熱法檢測外墻飾面質(zhì)量雖然測試簡單快捷，但是由其測試的原理可知，所有影響外墻飾面材料吸收或傳遞熱能的因素都將有可能影響到測試結(jié)果，因此在測試過程中對各種影響因素應(yīng)慎重對待，應(yīng)仔細(xì)辨別防止出現(xiàn)漏判和誤判現(xiàn)象。下面我們對常見的影響因素進(jìn)行說明。1、環(huán)境因素紅外熱像法檢測外墻空鼓滲漏的前提條件是外墻飾面必須在較短的時間內(nèi)獲得較充足的熱能，如果外墻飾面空鼓滲漏，才有可能會產(chǎn)生較明顯的溫度差。因此有如下規(guī)定：第23頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一東向南向西向北向8:00~9:0011:00~13:0015:00~16：0011:00~13:00（1）應(yīng)對不同方位立面墻體作最適宜檢測的時間進(jìn)行檢測，如：（2）晚上、陰雨天、大風(fēng)天、雨后天晴等情況檢測容易造成誤判，不應(yīng)進(jìn)行操作。（3）拍攝地點應(yīng)盡量避開周邊建筑物的反射、天空的反射、陽光的反射、樹木遮蔽等不利因素的影響。第24頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一2、材料因素陽光照射到外墻飾面材料，并非所有的能量都被其吸收，其中一部分能量被吸收，一部分能量被透射和反射。對于