自2011年日本東部發生地震以來,日本各方日益關注建築物外牆的耐久性和可靠性。UDI公司是2001年4月成立的一家由政府指定的民間機構,旨在提供各類建審服務。其中一項服務就是使用熱像儀進行外牆診斷。該公司采用了FLIR SYSTEMS的紅外熱像儀。
日本《建築基準法》要求對特殊類型的建築(視建築類別的用途和規模而定)實施定期安全檢驗,並且必須向相關主管部門提交檢驗報告。該項法規的最新修訂涉及牆麵施工所采用的具體建築材料(包括磚)。修訂版規定如發現外磚牆體有任何異常劣化或損壞,或者如外牆整修迄今已過10年(nian),則(ze)必(bi)須(xu)對(dui)外(wai)磚(zhuan)牆(qiang)體(ti)進(jin)行(xing)徹(che)底(di)的(de)錘(chui)擊(ji)檢(jian)查(zha)。可(ke)使(shi)用(yong)手(shou)錘(chui)敲(qiao)擊(ji)檢(jian)查(zha)聲(sheng)音(yin),或(huo)者(zhe)使(shi)用(yong)紅(hong)外(wai)熱(re)像(xiang)儀(yi)。因(yin)此(ci),熱(re)像(xiang)儀(yi)作(zuo)為(wei)檢(jian)驗(yan)工(gong)具(ju)得(de)到(dao)了(le)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)應(ying)用(yong),與(yu)整(zheng)體(ti)錘(chui)擊(ji)檢(jian)查(zha)相(xiang)比(bi),它(ta)是(shi)一(yi)種(zhong)侵(qin)擾(rao)性(xing)低(di)、負擔輕的替代性檢驗方法。熱像儀在建築維修和處理客戶投訴中的應用已經非常普遍,因為熱像儀還能夠檢測漏水及其它建築問題。
UDI公司最先認識到了這項創新技術在建築工業的應用潛力。通過向客戶明確說明熱像儀服務的優勢,UDI已將熱像檢驗作為可行的替代性服務項目。
表1. 基於《建築基準法》(2009年4月1日頒布)第12條的定期報告製度的變更
摘要 (1)限定調查/檢驗的項目、方法和標準
(2)報告細節的加強
要點 有關外牆麵磚的劣化和損壞
過去的要求:檢(jian)驗(yan)外(wai)牆(qiang)的(de)方(fang)法(fa)是(shi)在(zai)手(shou)臂(bi)能(neng)夠(gou)觸(chu)及(ji)的(de)範(fan)圍(wei)內(nei)用(yong)手(shou)錘(chui)敲(qiao)擊(ji)牆(qiang)磚(zhuan),同(tong)時(shi)目(mu)視(shi)檢(jian)查(zha)其(qi)它(ta)部(bu)分(fen)。如(ru)發(fa)現(xian)問(wen)題(ti),應(ying)進(jin)行(xing)整(zheng)體(ti)檢(jian)查(zha),包(bao)括(kuo)使(shi)用(yong)手(shou)錘(chui)檢(jian)驗(yan)錘(chui)擊(ji)聲(sheng)音(yin)或(huo)采(cai)用(yong)其(qi)它(ta)指(zhi)定(ding)方(fang)法(fa)。此(ci)外(wai),如(ru)施(shi)工(gong)或(huo)牆(qiang)麵(mian)維(wei)修(xiu)完(wan)工(gong)已(yi)有(you)十(shi)年(nian),首(shou)次(ci)檢(jian)驗(yan)應(ying)使(shi)用(yong)聽(ting)錘(chui)音(yin)法(fa)或(huo)其(qi)它(ta)指(zhi)定(ding)方(fang)法(fa)。檢(jian)驗(yan)應(ying)包(bao)括(kuo)牆(qiang)麵(mian)材(cai)料(liao)墜(zhui)落(luo)可(ke)能(neng)給(gei)行(xing)人(ren)造(zao)成(cheng)危(wei)險(xian)的(de)部(bu)分(fen)。
1. 紅外線牆麵檢驗的原理
紅外線是一種波長比可見紅光長、比無線電波短的電磁輻射。紅外線為肉眼不可見光。紅外熱像儀(又稱熱錄像儀或熱像儀)是一種捕捉物體放射的紅外波長(熱)使熱分布(圖1)可視化的設備。
當(dang)外(wai)牆(qiang)麵(mian)磚(zhuan)或(huo)噴(pen)砂(sha)裝(zhuang)飾(shi)材(cai)料(liao)因(yin)陽(yang)光(guang)輻(fu)射(she)而(er)加(jia)溫(wen)時(shi),表(biao)麵(mian)的(de)熱(re)量(liang)經(jing)過(guo)傳(chuan)導(dao)進(jin)入(ru)周(zhou)邊(bian)建(jian)築(zhu)物(wu)的(de)混(hun)凝(ning)土(tu)框(kuang)架(jia)結(jie)構(gou)或(huo)其(qi)它(ta)材(cai)料(liao)中(zhong)。但(dan)剝(bo)落(luo)或(huo)掉(diao)漆(qi)會(hui)造(zao)成(cheng)框(kuang)架(jia)和(he)外(wai)牆(qiang)材(cai)料(liao)間(jian)的(de)間(jian)隙(xi),由(you)於(yu)空(kong)氣(qi)絕(jue)熱(re)層(ceng)導(dao)熱(re)能(neng)力(li)不(bu)佳(jia)(比如,導熱係數更低),外牆材料的溫度會高於平常的溫度。
紅外線外牆檢驗法是一種非破壞性、非(fei)接(jie)觸(chu)性(xing)的(de)方(fang)法(fa),利(li)用(yong)上(shang)述(shu)現(xian)象(xiang),使(shi)用(yong)先(xian)進(jin)的(de)熱(re)像(xiang)儀(yi)捕(bu)捉(zhuo)目(mu)標(biao)建(jian)築(zhu)物(wu)外(wai)牆(qiang)的(de)紅(hong)外(wai)圖(tu)像(xiang),可(ke)測(ce)量(liang)目(mu)標(biao)建(jian)築(zhu)的(de)表(biao)麵(mian)溫(wen)度(du)並(bing)對(dui)牆(qiang)麵(mian)剝(bo)落(luo)和(he)掉(diao)漆(qi)的(de)狀(zhuang)況(kuang)進(jin)行(xing)估(gu)算(suan)。
2. 紅外外牆檢驗法的優勢
UDI公司董事長鈴木徹先生認為使用熱像儀進行紅外線外牆檢驗的好處可以歸納為四類:“安全和保障”,“成本低廉”,“快速”和“可報告性”。
安全和保障
• 因檢測過程中無振動或噪音,不會給居民或建築物的使用者帶來不便。
• 無需腳手架,因此無需采取措施確保出入口附近的兒童和老人的安全。
• 不會侵犯建築使用者的隱私,尤其是公寓、醫院、酒店和辦公樓的使用者。
成本低廉
• 紅外檢驗法省去了腳手架和吊船工作台的安裝和拆除成本,因為檢驗人員是站在建築物的四周使用熱像儀完成圖像捕捉的。
• 可降低人力成本,因為無需采取額外的措施確保建築物使用者的安全或管製附近的交通。
快速
工時可縮短,因為無需安裝或拆除腳手架。
遵守定期報告
• 紅外檢驗法檢驗速度快,因此可實現快速報告,根據《建築基準法》第12條的要求,提交的定期檢驗報告可采用紅外線檢驗法代替整體錘擊檢驗法實施檢驗。
• 數據可以電子化形式存儲,實現無紙化操作。
• 定期進行紅外線檢驗有助對建築物的老化和退化進行監控。
圖2 錘擊檢驗法和先進的紅外檢驗法的比較

3. FLIR SC620, 提高檢驗效率的高精度熱像儀
為了進行對比調查並為客戶提供服務,UDI公司在眾多紅外線成像儀中選擇了FLIR SYSTEMS高精度、高分辨率的FLIR SC620紅外熱像儀。鈴木徹先生說明了公司選擇FLIR SC620的原因,“高精度和高分辨率是建築物診斷所必須的特性,特別是外牆檢驗。在選擇熱像儀之前,我們進行了實際測試,然後選擇了FLIR SC620,因為它有一個內置高清數碼相機
(3,200,000像素)和高分變率(640x480像素)熱像儀,能夠探測0.04℃這樣微小的溫差。還可以安裝用於遠距離觀測的擴展鏡頭,這項功能很重要,因為我們必須編寫一份檢驗結果報告。”
“我們需要在狹小的空間裏掃描高大或寬闊的目標建築物。FLIR SC620具備5.6
英寸寬的LCD顯示器和可旋轉鏡頭裝置,適用於建築物檢驗工作。與視頻連接很簡單,這樣更方便我們與客戶分享檢驗的結果。”
4. 紅外線檢驗案例
5. 受益於紅外線熱成像檢驗的建築物
鈴木先生認為下列建築物將受益於先進的紅外牆壁檢驗法。
1. 外牆材質為磚、石頭(清水牆除外),或砂漿的建築物
2. 高層與低層相結合的建築物
3. 特殊形狀的建築物,如圓形建築
4. 兒童和老人使用率高的建築物
5. 被腳手架遮蓋的建築物,犯罪活動風險高,侵犯用戶隱私。
圖3.使用紅外線熱像儀進行外牆檢驗的實例

6. ITC紅外培訓中心
鈴木先生表示,選擇適用的熱像儀非常關鍵,同時進行培訓也非常重要。
“紅外線牆壁檢驗需要先進的、有經驗支持的專業分析技術。我們先買了高準確度的紅外熱像儀FLIR SC620,後來又添購了FLIR T640和FLIR Researcher軟件,以便能夠應對服務需求的增長。有了這些工具,訓練有素的專職工程師就可以開展現場建築物的診斷檢驗和數據分析了。”
“我wo們men認ren為wei要yao實shi現xian準zhun確que的de熱re像xiang分fen析xi,你ni不bu僅jin必bi須xu了le解jie如ru何he使shi用yong熱re像xiang儀yi和he軟ruan件jian,還hai要yao懂dong得de熱re成cheng像xiang專zhuan業ye知zhi識shi。這zhe就jiu是shi我wo們men為wei何he要yao求qiu組zu成cheng我wo們men專zhuan職zhi熱re工gong學xue工gong程cheng師shi團tuan隊dui的de八ba名ming成cheng員yuan,必bi須xu完wan成chengITC一級紅外培訓的緣由。接受ITC培訓後,他們能夠在一年四季,一周七天,全天24小時在同樣測試條件下對建築物進行掃描,憑借他們在熱成像和建築結構方麵的知識做出準確的診斷和報告。我們會要求員工接受ITC二級培訓,以便最大限度地利用熱成像技術,提供可靠的檢驗服務。”

“UDI是日本土地、基礎設施和交通運輸部指定的檢驗機構,依據《建築基準法》執行檢驗服務,占有日本關東地區的最大市場份額。作為一家真正的第三方檢驗機構,UDI在提供可靠的、高品質服務方麵擁有廣泛的經驗,其中包括政府及其它公共辦公建築的外牆熱檢驗。我還擔任“社會與人道替代性應用調查”紅外技術委員會的會長,這項調查是由土地、基礎設施和交通運輸部批準。”
“為了加強公眾對熱檢驗和診斷(包括非破壞性和非接觸性外牆和漏水檢驗)的認識,我們計劃在熱像儀及及技術方麵與FLIR Systems締結更有力的夥伴關係。
我wo們men要yao正zheng確que地di理li解jie紅hong外wai技ji術shu,這zhe樣yang客ke戶hu才cai不bu會hui高gao估gu或huo低di估gu它ta的de多duo功gong能neng性xing和he實shi際ji能neng力li。換huan句ju話hua說shuo,我wo們men要yao注zhu意yi不bu能neng因yin客ke戶hu期qi望wang過guo高gao而er失shi去qu我wo們men的de信xin譽yu,他ta們men可ke能neng會hui說shuo:“我以為熱像儀功能很全,結果有些功能還是實現不了。”反過來,對於這項技術能夠帶來什麼,如果缺乏了解可能會使部分潛力市場無法開發。因此,UDI會根據客戶需求舉辦研討會,幫助增強他們對外牆紅外檢驗的了解。我們計劃與“社會與人道替代性應用調查”和日本FLIR SYSTEM分公司合作,定期舉辦研討會。”
