建筑外饰物缺陷的红外检测技术

外墙装饰物是建筑色彩的载体。纵观各大城市，建筑物的外墙主要由瓷砖、花岗岩、玻璃幕墙、涂料等装饰。其中瓷砖、花岗岩的使用非常普遍。这些外墙装饰物的使用在美化了城市的同时，也给城市的公共安全带来了极大的隐患。在长期的日晒雨淋下，这些外墙装饰物的底部会被侵蚀，粘结层分解，黏附作用丧失，从而使得部分装饰物从天而降，伤及无辜。

也许有人会觉得这是典型的“杞人忧天”。但现实生活中不断发生的各种事故，却说明建筑外墙装饰物的危害绝不是危言耸听。

香港理工大学女学生余佩娴和男友在香港弥敦道金都商场附近经过时，大厦六楼外墙的水泥块突然剥落，其前额被一块半尺多长的水泥块击中，生命垂危。其男友和另一**也被略小的水泥块击中。

内地类似的事故也曾有发生。广州某医院妇产科病房屋顶的一块瓷砖突然坠下，一块巴掌大小的瓷砖碎片砸到婴儿床上，弹起再落到婴儿头上，万幸未造成严重的伤害事故，但已让婴儿家长吓得魂飞魄散。

按照香港的法例，对于楼龄10年以上的楼房，每隔5－10年应进行一次较全面的大厦维护，但这种维护不是强制性的。香港作为一个非常现代化的城市，仍有数万栋楼宇未能得到及时的全面维修。内地由于种种原因，其实际情况更加令人担忧。

避免建筑外墙装饰物坠落伤人的一个有效的方法就是定期对建筑物进行较全面的检查。而在众多的检查方法中，近年发展较快的红外无损检测技术已成为越来越受到重视的新技术。

红外线是指介于微波和可见红光之间的电磁波，其波长范围为0.76～1000微米。在自然界中，任何温度高于**零度(－273℃)的物体就会产生红外辐射，辐射能量的主波长是辐射源的温度的函数，并且与该物体的表面状态有关。红外热成像技术可以把由物体所产生的红外辐射用可见光的图像的形式显示出来，在一个平面上显示物体的各个部分所产生的红外辐射的强弱。

建筑的外墙装饰物与其附着物可以看成是一个结构的两个组成部分，它们通过结合界面组合在一起。当外墙装饰物的表面被均匀加热时，一部分能量被反射，一部分进入外墙装饰物内部。进入内部的能量会通过结合界面向其附着物传导。当界面处存在缺陷和损伤，如分层、空鼓、脱粘、积水、结冰等异常情况，就会影响热传导，从而在该区域形成温度的异常，产生温度场的局部变化。该温度异常再反作用于建筑物的表面，在建筑物的外部即可观察到这个温度异常。红外热像仪接受物体的红外辐射，并把物体的表面的温度差异以可视的图像的形式显示出来，即得到物体的热图像。图像的灰度或伪彩色表示不同的温度。红外热像仪可以同时全场显示物体的温度分布状态。如果采用视频记录和计算机处理技术，可以对大量的数据进行分析处理。

建筑物内部不同的缺陷和损伤，会对红外热图像产生不同的影响。热流注入时，如果在建筑物的表面的下方存在的是均质物体，使得热流均匀进入建筑物内部，并且均匀地反射出来，则在建筑物该处的表面上所形成的温度场也是均匀的。当在建筑物内部存在一个隔热性缺陷时，表面热流进入后，在缺陷处形成热量堆积，因而反射到表面的温度场在相应的区域产生一个温度高于周围其他区域的“热点”。反之，如果在建筑物内部有一个导热性缺陷，注入的热流在此处会得到更好的传导，发射到表面的温度场就会在此形成一个低温点。这样，就可以通过红外热成像测试技术形象、直观地检测建筑物表层和浅表层的缺陷及损伤。

与其他检测方法相比，红外技术对建筑物外墙装饰物的缺陷的检测具有很大的优势。

首先，红外无损检测中的测试仪器与被测物间不仅是非接触的，而且两者间的距离可以很大，便于高楼大厦表面检测的实现，避免操作者处于危险状态。

第二，红外无损检测操作方便，单次可检的面积较大，检测效率较高，只需不多的检测费用即可实现大型建筑物全面检查。

第三，红外建筑物无损检测的应用面较广，适应性强，不要对被测物的表面进行专门处理。

第四，红外检测的灵敏度较高。我们所进行的研究表明，红外无损检测不仅可以检测出建筑物表面在自然条件下所形成的缺陷与损伤，如分层，空鼓，脱粘，积水，结冰，腐蚀等，而且可以发现在施工过程中所造成的一些质量问题，如不当施工导致的空洞，孔洞，渗水，异物夹杂等。

红外无损是一项在建筑物的质量检查方面具有良好的应用前景的检测技术。随着现代城市建设的发展，它在预防高楼外饰物坠落、保证建筑质量、评估建筑物安全性能等方面会发挥越来越大的作用。