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红外热像技术在建筑质量缺陷检测中的应用研究

发布时间:2016年08月09日 点击数: 字号:
研究起止日期:  2011.09~2013.10 成果水平:  国内领先
成果第一完成单位:  龙信建设集团有限公司 项目负责人:  黄新
成果主要完成人员名单:  刘瑛、王晓燕、陈雪涌、王国平、陈宏振、刘明娟、庄世普等 成果验收日期:  2014-01-17
成果体现形式:  新技术 研究形式:  独立研究
知识产权形式:  无 应用情况:  产业化应用
知识产权内容:  
第一完成单位情况:  

单位名称:龙信建设集团有限公司
通讯地址:江苏省海门市海门镇北京东路1号
邮政编码:226100
单位联系人:黄新
联系人电话:18921663288

转让意向与范围:  可国(境)内外转让 推广形式:  技术入股
成果简介
  1、应用领域
  红外技术早期用于检测电力、电子设备故障;70年代末开始应用红外成像技术诊断工业热设备。我国在红外技术用于热诊断方面起步较晚,将红外热成像诊断技术用于土木工程中更晚,大约在90年代初,才陆续有科研机构将红外热成像诊断技术和土木工程结合起来,在建筑物热损耗,建筑材料缺陷探测,建筑外墙施工质量等方面开始进行研究工作。
  该课题通过对已有建筑的现场检测,利用红外热成像仪及计算机图像处理与分析系统NS9200对所拍摄的红外热成像进行分析。具体工作:利用红外热像仪对建筑工程中常见的建筑缺陷,如外墙的空鼓、渗漏等进行检测;初步确定红外成像的影响因素;对有热工缺陷(明显渗漏等)的旧建筑进行红外技术检测,推导出建筑物内缺陷的位置大小并与实际情况对比;通过上述检测,研究红外热像仪的仪器参数要求和红外热像仪的测试方法及环境影响因素;对红外检测技术进行推广应用,提出对大规模住宅小区,建筑群进行直观图像和量化分析相结合的节能检测方法。
  2、技术原理
  根据斯特藩-波尔兹曼辐射定律,任何物体只要它的温度高于绝对零度(-273℃),就会有由热能转变成的热辐射向外部发射。红外热成像技术就是把能量分布反映到红外探测器的光敏组件上,从而获得红外热成像图。
  建筑物的围护结构由于设计或施工等原因,造成个别部位的热工性能与主体部位的热工性能差异较大,这种现象被称为建筑物围护结构的热工缺陷,建筑节能中应该注意和避免此类缺陷。
  红外热成像可以检测到这些建筑缺陷,当热流在扩散和传递的路往中,或受阻堆积,或通畅无阻传递,最终会在物体表面形成相应的"热区"和"冷区",这种由里及表出现的温差,通过红外热成像仪进行检测并成为不同颜色的图像,进而可以评估其质量或状态。
  3、性能指标
  (1)红外热成像技术在建筑节能检测中的应用研究-技术报告(结题报告)
  (2)制定了龙信集团《建筑工程质量缺陷红外热像法检测技术规程》
  (3)形成《苏州晋合金湖湾红外检测报告》
  (4)发表专业技术论文2篇
  4、与国内外同类技术比较
  由于红外检测技术的研究刚刚起步,红外热像技术在建筑热工缺陷检测方面的研究和应用历史短暂,研究中大多处于对采集图像定性分析的程度上。对建筑热工红外现场检测和后期数据分析相结合的理论和方法研究尚属空白。该项目的研究首次运用了图像处理软件进行节能状况评价,对红外图像的影响因素进行了分析,这可以为后续的研究以及测试技术规程的制定提供有价值的参考。
  5、成果的创造性、先进性
  (1)该项目的研究涉及建筑结构,建筑材料、施工技术、节能保温、检测技术等方面的知识,是跨学科的综合技术应用与实践;
  (2)该项目的研究首次运用了图像处理软件进行节能状况评价。
  (3)该项目的创新之处在于研究处于红外检测技术的前沿领域,将为后续的研究以及测试技术规程的制定提供有价值的参考。
  6、推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见
  (1)推广应用的范围
  技术成果可以适用于建筑物的墙体缺陷检测。
  (2)推广条件和前景
  红外热成像检测技术是建筑节能和建筑缺陷的有效检测手段。对于大小建筑所有方面的预维护,红外检测是一种最为有效的降低能耗和维护费用的方式。随着科学技术的发展,以及我们对红外热像技术的进一步认识和科研思路的转变,红外热像技术将日趋成熟,将其应用于建筑领域的研究将会有更广阔的前景。
  (3)存在问题和改进意见
  红外热像检测技术刚刚起步,红外热像技术在建筑热工缺陷检测方面的研究和应用历史短暂,研究中大多处于对采集图像定性分析的程度上。下一步的研究方向应该是定量化分析热工缺陷的范围和面积。
  7、推广应用前景
  红外成像检测技术作为无损检测的一个重要分支,在建筑工程中有广阔的应用前景。饰面砖粘贴质量大面积安全检测;建筑物外墙剥离层的检测质璃幕墙、门窗保温隔热性能、防渗漏的检测;墙面屋面渗漏的检查;结构混凝土火灾受损、冻融破坏的检测等等。国内外已有的研究证实了红外无损检测技术有着传统的检测技术所没有的一系列优点,如非接触、远距离、大面积扫查、结果直观等等。相信在不久的将来红外检测技术不仅可以作为传统检测方法的辅助测试,也可以完全独立的完成多种检测项目。
  只是在建筑工程中,红外热像检测技术毕竟刚刚起步,红外检测技术目前还处于研究阶段,还很难完全独立的投入到实际检测中去。在建筑物缺陷检测方面的研究和应用历史短暂,研究中大多处于对采集图像定性分析的程度上。而且由于经验不足,对采集的图像分析研究的不够深入。随着科学技术的发展,以及我们对红外热像技术的进一步认识和科研思路的转变,红外热像技术将日趋成熟,将其应用于建筑领域的研究将会有更广阔的前景。