外墙外保温系统因具有适用范围广、保温效果明显、可保护主体结构、利于旧房改造等优点被广泛应用,但易受气候条件、系统材料、施工技术、施工管理等影响,存在安全隐患,
无人机+红外热像仪无损检测
传统检测方法依靠肉眼或望远镜等工具,存在较大的局限性,灵活性差。为进行快速无损检测,可以采用无人机搭载红外热像仪的方式。但是,问题来了!
首先是拍摄距离,红外热像仪近距离检测建筑物时,会造成被测墙面超出仪器扫描视场范围,从而在同帧热像图中不能同时记录目标以外适当空间内的热辐射状态,不利于红外诊断分析。
远距离拍摄时,红外热像仪难以分辨墙体细节部位,且检测空间以外的背景辐射进入视场,造成误差,如下图所示。基于实践经验,拍摄距离宜控制为10~50m(敲黑板!)。
可见光图像
红外热像图
其次是仰角,应控制镜头与被测建筑之间的俯仰角≤45°,水平角≤30°(再次敲黑板!)。镜头仰角和水平角过大,影响检测精度,不能真实反映墙面缺陷情况。
镜头仰角偏大
镜头水平角偏大(可见光图像)
镜头水平角偏大(红外热像图)
还有外墙饰面色差,外墙装饰材料釆用不同材质和颜色时造成墙面吸光能力不同,在相同光照下,材料温度不同,造成检测结果分析困难,不利于对真实情况进行判断。同时,墙面油污、浮灰等也会对检测精度造成干扰。
可见光图像
红外热像图
墙面凹凸曲面和阴影
墙面凹凸(可见光图像)
墙面凹凸(红外热像图)
墙面阴影(可见光图像)
墙面阴影(红外热像图)
气候、温差的影响,室内外温差较小时,可发现较大、较浅的缺陷,因此一般选择春秋季日升和日落时进行检测,充分利用光照快速提升墙面温度,提高缺陷分辨能力。
可见光图像
红外热像图
工程案例分析
某住宅楼总建筑面积约7.5万㎡,总占地面积30 000㎡,共984户,容积率2.5。采用无机保温砂浆外保温系统,由内向外依次为基层墙体、界面剂砂浆、30mm厚无机保温砂浆、3mm厚聚合物抗裂砂浆(内压耐碱网格布)、弹性防水底层涂料、耐水腻子、外墙涂料。
1 空鼓
外墙出现多处空鼓缺陷,存在一定脱落风险,如下图所示,这可能是因为保温浆料自身及其与基层墙体或抗裂层界面抗剪能力、抗拉能力差,无法抵抗垂直和平行于墙面的应力。
可见光图像
红外热像图
2 渗水
外保温层渗水现象如下图所示,由于建筑物外墙长期暴露于空气中,受外界环境复杂应力的影响,墙面易出现裂缝,冬季热冷空气在裂缝中形成对流,较强的冷空气使热空气水分子凝结成冰。外部环境温度上升后,内部冰层逐渐融化并浸润外墙,产生内部汲水现象,从而导致墙面脱落。
可见光图像
红外热像图
3 饰面层开裂
饰面层损伤情况如下图所示,根据现场检测结果可知部分房屋饰面层存在大量开裂、空鼓等缺陷,有一定脱落风险,在建筑阳角及大面积墙面部位较集中,应在外墙阳角、阴角部位及门窗洞口周边和转角部位进行加强处理。
可见光图像
红外热像图
总之,无人机搭载红外热像仪检测技术属于快速、高效、无损检测技术,具有广泛应用前景,检测前应规范标准流程,减少相关因素的影响。
以上内容详见《施工技术》2020年第9期刊登文章《无人机搭载红外热像仪检测外墙外保温系统缺陷影响因素及案例分析》(点击题目即可查看原文)。
作者简介:
陈宁,博士,高级工程师,E-mail:chenning@sribs.com.cn
王娟,高级工程师,E-mail:wangjuan1@sribs.com.cn
董庆广,助理工程师,研究员,E-mail:dongqingguang@sribs.com.cn
作者单位:
上海市建筑科学研究院有限公司,上海 200032
基金项目:
国家重点研发计划(2016YFC0700801);上海市科委课题(19DZ1202700)