導(dǎo)語：直接定位技術(shù)在城市建筑工程的應(yīng)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:為了促進紅外影像直接定位技術(shù)在城市建筑工程測量中的應(yīng)用，介紹了紅外影像直接定位技術(shù)原理和主要環(huán)節(jié)，將其與結(jié)構(gòu)控制方法進行比較，指出了紅外影像直接定位技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢和影響因素，提出在城市建筑工程測量中的具體應(yīng)用，包括在裂縫檢測、空鼓檢測、滲漏檢測、節(jié)能檢測、管道檢測中的應(yīng)用。此方法可提高測量效率和準確率，為城市建筑工程檢測提供快捷方便的途徑，具有重要的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞:紅外影像直接定位技術(shù);建筑工程測量;無損檢測;應(yīng)用

城市建筑工程中存在外墻磚塊頻繁脫落和高空垃圾堆積等問題，為了避免出現(xiàn)事故，要運用有效準確的控制方法，及時修復(fù)和消除潛在危險。紅外影像直接定位技術(shù)是一種新技術(shù)，其利用不同體積區(qū)域的紅外熱輻射差異，將隱形熱輻射轉(zhuǎn)換成視覺圖像，使用圖像來確定結(jié)構(gòu)，具有高速和大規(guī)模等特征，可用于檢測和測量工作中。對于質(zhì)量良好的建筑裝飾殼的外壁，在外表面或任意區(qū)域中檢測，應(yīng)得到無缺陷的紅外影像，且紅外影像直接定位技術(shù)檢測時應(yīng)是均勻的，即在所獲得的紅外影像中，對應(yīng)區(qū)域的顏色基本上相同，沒有明顯的色差。總結(jié)了紅外影像直接定位技術(shù)在城市建筑工程測量中的應(yīng)用，分析了該技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，展望了未來發(fā)展方向。

1紅外影像直接定位技術(shù)原理

紅外位于可見紅光和微波之間，波長760nm～1mm，在自然界中高于絕對零度(－273℃)的物體，從外部連續(xù)輻射紅外能量，這是紅外溫度測量的理論基礎(chǔ)，也是探測技術(shù)的重要物理基礎(chǔ)。紅外影像直接定位技術(shù)實現(xiàn)的測量基于熱傳導(dǎo)方程和輻射規(guī)律，使得物體輻射到外部的總紅外輻射功率與溫度比例是4倍，因此較小的溫差也可能導(dǎo)致輻射體積的顯著差異。根據(jù)該方法，在沒有多余刺激的情況，即使在城市建筑工程中沒有發(fā)現(xiàn)明顯缺陷的情況也可以使用紅外影像直接定位技術(shù)有效地檢測缺陷。室外的最高溫度周期不是檢測紅外影像的最佳時間，每天的最高溫度出現(xiàn)在下午1時左右，然而缺陷區(qū)域在上午10～11時最顯著，因為熱輻射圖像氣溶膠區(qū)域可以在白天溫度變化較大時清楚地標記，當照射到來自外部的相同熱源時，由于熱參數(shù)的不同，在整個材料中產(chǎn)生不同類型的紅外影像，紅外溫度計的光學(xué)系統(tǒng)收斂，紅外輻射能量落在紅外檢測器的平面上，被光電轉(zhuǎn)換將被測物質(zhì)的紅外能量轉(zhuǎn)換成電能，并在溫度計的瞄準器上顯示物體的紅外影像，如圖1。城市建筑工程外部和內(nèi)部由不同材料構(gòu)成，因此難以使用紅外成像來確定缺陷，這種情況下即使實際操作較為困難，溫度變化也會有不協(xié)調(diào)感，很難識別由于陰影掩蓋、材料厚度差等因素造成的缺陷，影響了紅外影像直接定位技術(shù)的實際使用效果。

2城市建筑工程測量中紅外影像直接定位技術(shù)的應(yīng)用

與傳統(tǒng)的無損檢測方法相比，紅外影像直接定位技術(shù)具有較大的優(yōu)勢，可以整合數(shù)據(jù)分析、圖像處理等技術(shù)手段，得到更準確的測量效果。

2.1裂縫檢測中的應(yīng)用

紅外影像直接定位技術(shù)使用不同物體之間的熱輻射差異來完成物體檢測，當混凝土表面發(fā)生裂紋時，空氣和混凝土結(jié)構(gòu)的熱輻射強度差較大，所以可以使用紅外溫度計來更好地檢測混凝土表面的裂紋，提供新的檢測手段，改善后續(xù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計，提高測量精度。紅外熱成像儀的裂紋檢測原理是在光和熱流注入均勻的情況下，在結(jié)構(gòu)上存在裂紋，經(jīng)過一定時間的傳熱，裂紋中的熱流速度變慢，表面缺陷形成熱點，當檢測到缺陷時溫度降低，形成冰點。利用這種熱輻射特性，可以使用紅外成像器獲得直觀的紅外圖像和處理溫度變異的邊緣點，獲得清晰的裂紋圖。研究不同溫度差和裂紋深度之間的關(guān)系，能夠進一步明確城市建筑工程中裂紋的嚴重性和修復(fù)增強的方向。

2.2在空鼓檢測中的應(yīng)用

隨著環(huán)境溫度的變化，裝飾材料和結(jié)構(gòu)材料的熱壓縮沒有完全同步，因此產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，在這樣的情況下，裝飾材料和結(jié)構(gòu)材料之間的弱粘結(jié)形成了裂縫。當受其他外部因素的影響時，裂紋擴展到空鼓形狀，當熱流從表面進入建筑物的外壁層時，由于空氣的熱電阻高，所以壁片中的空鼓等缺陷通過空氣動力屏障產(chǎn)生熱積累，起到絕熱層的作用，如表1。目前，使用紅外影像直接定位技術(shù)有較多限制，紅外測量效果與季節(jié)控制有關(guān)，需要基于太陽輻射強度理論研究不同情況下的最佳測量時間。紅外觀測效應(yīng)與被測量部分的時間和方向有關(guān)，需要考慮不同氣象條件、不同時間點的測量差異，室外溫度越高，面積越大，深度越淺，紅外熱成像檢測方法的效果越高。

2.3滲漏檢測中的應(yīng)用

在相同的測量條件下，當城市建筑工程被測量部位產(chǎn)生空心鼓、漏氣等缺陷時，缺陷會改變裝飾面與壁之間的導(dǎo)熱性，圖像顯示的紅外影像定位部位出現(xiàn)異常，能夠直觀判斷異常區(qū)域的實際位置。國內(nèi)外很多專家通過紅外影像直接定位技術(shù)研究了建筑領(lǐng)域的測量和質(zhì)量控制，利用紅外影像直接定位技術(shù)檢測時，需要一定的外部環(huán)境條件，使外壁表面產(chǎn)生合理的溫差，這限制了該技術(shù)的普及。水的熱容量高于城市建筑工程材料的熱容量，所以在相同的熱輻射條件下，透射點的溫度上升幅度較小，紅外波段的熱成像產(chǎn)生冷點，根據(jù)該理論，可以使用基于紅外影像直接定位技術(shù)的綜合檢測方法，有效測量滲漏源和滲漏途徑。水的熱容量和熱傳導(dǎo)系數(shù)明顯高于巖石、黏土等材料，因此如果存在熱源，則干燥體的溫度上升明顯高于濕潤體。城市建筑缺陷部位的水分，是影響紅外影像直接定位技術(shù)運用效率的重要因素之一。在城市建筑混凝土滲漏試驗中，高溫區(qū)域的紅外影像直接定位具有被低溫區(qū)域的溫度場包圍的特征，滲漏邊緣的區(qū)域溫度梯度大，特征明顯。因此，在滲漏測量領(lǐng)域，紅外影像直接定位技術(shù)方法值得深入研究。

2.4節(jié)能檢測中的應(yīng)用

綠色建筑和智能建筑能耗更低，在斷電或減少用電的情況下，可盡量保證建筑內(nèi)部溫度適宜。利用紅外影像直接定位技術(shù)，可以較為準確地了解節(jié)能建筑的具體情況及其保溫隔熱性能。圖2為紅外影像直接定位技術(shù)應(yīng)用于建筑節(jié)能檢測中，通過紅外影像直接定位技術(shù)快速了解節(jié)能建筑的比熱容，如果在節(jié)能建筑圍護結(jié)構(gòu)中存在較高的溫度差，外部空氣進入節(jié)能建筑內(nèi)部后將難以流通，容易形成熱量相對密集的區(qū)域，通過檢測建筑物內(nèi)外部區(qū)域的熱量損失數(shù)值，可以得出節(jié)能建筑的能耗比例。施工人員可以根據(jù)檢測成果，按照其反映出的熱橋區(qū)域進行維修，減少節(jié)能建筑物的熱橋區(qū)域面積，進一步提升節(jié)能建筑的隔熱作用。在節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為達到節(jié)能和環(huán)保目的，加入了隔熱保溫材料，但如果隔熱保溫材料出現(xiàn)安裝失誤和密封性差的情況，會導(dǎo)致節(jié)能建筑圍護結(jié)構(gòu)的隔熱保溫作用下降，使房屋建筑的能耗大大增加。應(yīng)用紅外影像直接定位技術(shù)，可以直觀檢測建筑物內(nèi)存在的熱損失情況，有助于進一步了解其節(jié)能情況，診斷熱損失出現(xiàn)的具體原因，從而及時采取措施，彌補節(jié)能建筑保溫施工設(shè)計的缺陷。

2.5管道檢測中的應(yīng)用

建筑管道使用過程中，會出現(xiàn)管道堵塞、內(nèi)壁腐蝕、裂紋和泄漏等情況，可利用紅外影像直接定位技術(shù)進行偵測，因為管道堵塞會產(chǎn)生溫度變化，這些熱容量差值可傳遞到管線外殼上。管道磨損會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，如果出現(xiàn)磨損，溫度的傳導(dǎo)速度會更快，更加容易傳遞熱量，磨損部位溫度上升，會與其他部位的溫度產(chǎn)生差值。應(yīng)加強建筑管道監(jiān)測，對管道進行嚴格密封，確保生活污水的合理排放。大部分房屋管道埋在混凝土建筑結(jié)構(gòu)中，傳統(tǒng)的房屋管道檢測較為隱蔽，很難直接觀察了解管道的密封情況，因此，在管道檢測中可以應(yīng)用紅外影像直接定位技術(shù)，通過溫度差值，找到管道中存在堵塞和泄漏的具體位置，快速判斷管道的故障問題，準確了解管道的具體情況。紅外影像直接定位技術(shù)有利于快速識別管道障礙區(qū)域，一旦建筑管道密封連接出現(xiàn)誤差，會導(dǎo)致管道中的氣體和水體發(fā)生泄露，使得管道局部的導(dǎo)熱性上升。管道出現(xiàn)滲漏，會使管道周邊空氣活動更加頻繁，管道區(qū)域溫度因為空氣活動而下降，應(yīng)用紅外影像直接定位技術(shù)可以準確探測出故障部位，形成準確的故障報告，提高管道故障檢測速度和質(zhì)量。

3結(jié)語

利用紅外影像直接定位技術(shù)，通過尋找不同條件下紅外成像中不同材料的溫差算法，進行數(shù)據(jù)處理和整合，通過自動程序處理并迅速識別，可找到城市建筑工程中的缺陷，大大提高測量效率和準確率，為城市建筑工程測量提供快捷方便的途徑，具有重要的現(xiàn)實意義。

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作者：蘇順謙 李帥 李盼 樊翠銀 單位：北京華城工程管理咨詢有限公司 北京速測信息科技有限公司