红外热成像技术在建筑节能检测中的应用.pdf

红外热成像技术在建筑节能检测中的应用检测鉴定一A p p l i c a t i o no fI n f r a r e dT h e r m a lI m a g i n gT e c h n o l o g yo nIn s p e c t i n gB u i l d i n gE n e r g yE f f i c i e n c y刘衍民L i uY r a n m i n 尹涛Y i nT a o【摘要】文章对红外热成像仪检测技术在建筑节能应用现状做了简要介绍，通过红外热像检测诊断分析的实例，概括地介绍了红外热像技术在建筑领域中的节能保温方面的应用。【关键词】建筑节能；红外热像仪节能检测E A b s t r a c t：T h ea r t i c l eb r i e f l yi n t r o d u c e st h ea p p l i c a t i o no fi n f r a r e dt h e r m a li m a g e ri nb u i l d i n ge n e r g ys a v i n ga n ds t a t e st h ea p p l i c a t i o no fi n f r a r e dt h e r m a lt e c h n o l o g yi ne n e r g ye f f f i c i e n c ya n dt h e r m a li n s u l a t i o ni nc o n s t r u c t i o nf i l e dt h r o u g ht h ed i a g n o s i sa n da n a l y s i so fi n f r a r e dt h e r m a li m a g i n gi n s p e c t i o ne x a m p l e s E K e y w o r d s 3b u i l d i n ge n e r g ye f f i c i e n c y；i n f r a r e dt h e r m a li m a g e r；e n e r g ye f f i c i e n c yi n s p e c t i o n红外热成像技术是利用红外热成像仪把物体所辐射出的不可见红外辐射能量转换成可见的温度场图像，用不同颜色表示不同的温度的技术。1 红外热成像技术简介从上世纪7 0 年代开始，经过上世纪末和近几年的发展，该技术得到了突飞猛进的发展和普及，仪器的成本大大降低，红外热成像仪也不再是“贵族”设备。红外热成像技术迅速地从军事领域延伸到民用领域，红外检测为建筑工程提供了一种快速监测和诊断手段。目前，红外热成像技术已经广泛应用于外墙粘贴饰面(空鼓、剥落)检测，结构缺陷(裂缝、孔洞、材料缺失、结构不均等)检测，渗漏受潮(霉变)检测(图1)。近年来，红外热成像技术在建筑工程的节能保温领域得到了更为广泛的应用，涉及到热工缺陷、保温材料缺失、气密性等诸多领域。红外热成像仪在建筑工程节能检测应用的主要优势有：非接触远距离遥感检测，不影响被测物体，使用安全：检测快速；检测全面，可对被测物体逐一不漏的进行实时扫描成像：检测的结果直观可视，二维红外热图像直观的表现被测物每点的温度场：可以鉴别缺陷区域大小：可以直接显示隔热缺陷：表征发热和制冷设备的2 0 0 8 10 住宅科技5 1万方数据万方数据雹检测鉴定热效率等。2 建筑节能检测现状毹量的消耗主要分成3 部分：工业，运输和住宅。根据统计，我国的能量消耗超过3 0 的能源消耗在住宅这部分。我国建筑能耗高于发达国家，主要表现在建筑物保温性能差与供冷、供热系统状况不良上。为此，我们重点分析建筑物保温、隔热本身所需的耗能和由于供冷、供热系统达不到理想状态而引起的效率耗能。建筑节能的一个重要方面是提高建筑围护结构的保温隔热性能。对于新建筑，比较容易处理，即建立并执行严格的节能标准和法规。而大量既有建筑，能效相对较低，而每年只有1 一2 的旧楼能得到改造，因此，改善现有建筑降低其能耗势在必行。对于旧建筑，很难评估其质量、当前状况和结构合理性。如果无法看见问题所在，很难对缺陷进行修补和改善，这是一个主要的问题。而红外热成像技术可以对被测建筑进行拍照，可以综合全面的进行普查检测。近十多年由于环保意识增加，以及石油价格上涨，欧美等国非常重视建筑节能，并把它提为国家重要议题。英国、加拿大、美国、日本等国家对红外热成像在节能的应用研究，取得了丰富的经验和成果。近年来政府大力鼓励百姓关心自己房子的节能效果，在美国许多州均对商用和民用房屋有不同的节能要求，并制定政策和奖励计划鼓励市民将房屋改善以达到节能要求。检测公司根据政5 2 住宅科技2 0 0 8 1 0图1建筑(空鼓、结构、渗漏)的红外热像图谱图2 英国节能建筑分级表府的能源审核(E n e r g yA u d i t)计划，利用红外热成像节能技术、气密性测试技术，建立起全部建筑的数据库，利用节能效果分析软件再加上检测人员的专业知识为客户分析节能状况和提供改善建议。在英国把建筑节能效果分级成A 至G 共7个等级，他们的目标是把目前的D 级5 5 分提升到C 级7 8 分，如图2 所示。在规范方面，据统计涉及到相关国内外规范有：A S T MC1 0 6 0-9 7，A S T MC”5 3 9 7，E N1318 7 19 9 9，S 0 6 7 8 1 1 9 8 3，N FX 1 0 0 2 3 1 9 9 9，Q J Y 2 5 2 0 0 3，J G J l3 2 2 0 0 1，GB 5 0 17 6，JGJ134 20 01，JGJ 26 95 和G B 5 0 18 9 2 0 0 5 等。所有这次规范的推出也必将推进红外热像技术的蓬勃发展(图2)。3 红外热像法在建筑节能检测中和发展应用3 1 热桥在建筑物能量损耗当中，有相当一部分是通过热桥所引起的。建筑围护结构中的一些部位，在室内外温差的作用下，形成热流相对密集、内表面温度较低的区域。这些部位成为传热较多的桥梁，故称为热桥，如图3 所示，窗户下方的梁A点的温度为2 6 1c c，比墙体的B 点温度2 3 2 高出2 9，此梁形成了一个明显的热桥。通过计算区域面积以及室内外的温度差异，我们不难计算出通过此热桥引起的热量损失量。由于热桥附加能耗占整体建筑能耗的比例不断上升，根据调查和计算，节能型建筑中比非新型节能建筑的各种热桥的附加能耗占建筑能耗的比例下降5 0。砌在砖墙或加气混凝土墙内的金属，混凝土或钢筋混凝土的梁、柱、板和肋、金属门窗框等都可能引起热桥。因此，有效的减少热桥是建筑节能的有效措施之一。3 2 保温材料在建筑围护结构设计有隔热层，在节能建筑中，越来越多的使用隔热保温材料，如聚氨酯颗粒或者泡沫材料，或者隔热涂料，或者真空或者双层玻璃等。使用保温层的主要目的是以最经济的方式达最适宜的室内环境。实践经验表明，隔热材料缺失、隔热材料不正确安装、气密层和气密性不良都会降低建筑围护结构的整体热性能，从而大幅提升能耗。使用红外热成像技术可以非常直观的检测，因为隔热材料的缺失而引起的热损失，由于红外热成像仪可以快速的对整个建筑围护结构进行普查，所有可能因此而引起的缺陷一览无余。如图4 所示，可以清晰的诊断出由于隔热万方数据万方数据图3 窗户下方的结构梁热桥的红外热图像图5 气密性不良引起的冷气体侵入的红外热图像材料的缺失而引起的热损失。只要找到了原因，隔热和气密层以及结构中其它任何缺陷都能够得以并得到修补。3 3 气密性测试气密性测试可以告诉我们房子在特定时间中泄漏了多少空气。泄漏了的空气量等于浪费了的暖气或冷气，从而加大制冷制热设备的运转需求，保密性不好的房子等同浪费能源的房子。通过空气流量数据，专家们可以找出泄漏了的空气量从而找出在能源上浪费了多少额外经费和自然资源。欧美的一些研究指出，如果能将房间的漏气地方修补好，一般住户可以节省5 3 5 的电费。利用外热像仪，可以清晰对因为气密性不良而造成的温度异常区成像，如图5 所示。3 4 加热系统利用红外热像仪可以清晰的检测出建筑加热系统。无论是地板加热系统，还是空调系统，如果设备存在一些异常或者安装不正常，通过红外热像仪的热图像可以及时的查找出故障，如图6、7 所图4 隔热材料缺失的红外热图像图7 土木工程检测专用的红外热像仪4 结语红外热成像技术已经在建筑节能领域得到了规范的应用，正确选择所合适的工具非常重要。由于建筑领域行业特性，出现故障的温度场温差较小，另一方面被测物往往是某一个立面，因此测试面积较大，测试的距离和角度存在较大的差异，因此在建筑领域选择红外热像仪时需要考虑到几个关键点：现场检测鉴定图6 地板加热系统红外热像图测试的便捷性，仪器尽可能轻便，测试镜头尽可能能够大角度调整，以便于测试角度较大的场合i 温度的灵敏度，由于热工缺陷的温差在3 以内，因此温度灵敏度宜在0 0 6 c C 以内；需要建筑领域专业软件，可以把某一立面的多幅红外热图生成一幅红外图像，这样可以全面的了解整个建筑工程的节能效果。参考文献：1 1 程玉兰红外诊断技术与应用设备管理与维修。2 0 03 1 2 1 赵鸿红外热像法检测建筑外墙饰面层粘接缺陷技术规程，2 0 0 6(收稿日期：2 0 0 8 0 6 10)刘衍民。上海交通大学硕士，上海创今电子科技有限公司技术支持部经理。尹涛四川大学毕业，上海创今电子科技有限公司市场部经理助理。2 0 0 8 10 住宅科技5 3万方数据万方数据红外热成像技术在建筑节能检测中的应用红外热成像技术在建筑节能检测中的应用作者：刘衍民，尹涛，Liu Yanmin，Yin Tao作者单位：刘衍民,Liu Yanmin(上海交通大学)，尹涛,Yin Tao(上海创今电子科技有限公司)刊名：住宅科技英文刊名：HOUSING SCIENCE年，卷(期)：2008,28(10)参考文献(2条)参考文献(2条)1.程玉兰 红外诊断技术与应用期刊论文-设备管理与维修 2003(9)2.赵鸿 红外热像法检测建筑外墙饰面层粘接缺陷技术规程 2006 本文读者也读过(10条)本文读者也读过(10条)1.丁红心.倪丽华.刘衍民 红外热成像技术在建筑节能检测中的应用期刊论文-城市建设2009(32)2.唐晨浩.TANG Chenghao 红外热成像检测技术在采暖居住建筑节能中的应用期刊论文-上海建设科技2008(6)3.张炜.李安桂.ZHANG Wei.LI An-gui 红外热像技术在建筑节能检测中的应用期刊论文-山西建筑2007,33(18)4.黄国扬.李健.Huang Guoyang.Li Jian 红外热成像技术在建筑节能检测中的应用期刊论文-住宅科技201030(1)5.周建龙.程学群.胡洋.李晓刚.ZHOU Jian-long.CHENG Xue-qun.HU Yang.LI Xiao-gang 加热炉炉墙衬里损伤的红外热像检测与评估期刊论文-红外技术2008,30(10)6.杨红.何建宏.喻娅君 红外热像仪及其在建筑节能检测中的应用期刊论文-新型建筑材料2003(4)7.郭斌 浅谈电气设备红外热像诊断技术期刊论文-科技资讯2009(5)8.白木.周洁 红外热像仪在事故侦探中的应用期刊论文-警察技术2004(4)9.冯小雷.胡宇.闫敏.方俊雅 基于电磁激励的红外热像无损检测技术期刊论文-科技资讯2010(1)10.姚鼎山 红外热像技术的临床应用期刊论文-中国医疗器械信息2001,7(2)本文链接：http:/