2018 年 12 月
第
47 卷增刊施工技术 CONSTＲUCTIONTECHNOLOGY
主动红外法检测保温外墙缺陷的试验
与数值模拟研究
蒋济同 ，梁凯 ，杜德润
(中国海洋大学工程学院 ，山东青岛 266100 )
［摘要 ］在现场试验的基础上 ，用有限元软件对外墙保温缺陷进行了数值模拟 ，模拟的结果和试验结果吻合良好 。
在此基础上 ，运用数值模拟研究了被动和主动加热情况下不同朝向墙体缺陷的最佳检测时间 。结 果 表 明 ，主 动 加
热方法比被动方法有更强的缺陷发现能力
，同时给出了主动加热时刻和加热时间的结果供检测参考 。
［关键词 ］红外热成像技术 ;无损检测 ;保温墙体 ;数值模拟 ;主动加热
［中图分类号 ］TU746．2 ［文献标识码 ］A ［文章编号 ］1002-8498 (2018 )S2-1103-05
ExperimentalandNumericalSimulationStudyonDetection
ofInsulationExteriorWallDefectsbyActiveInfraredMethod
JIANGJitong ，LIANGKai ，DUDerun
(CollegeofEngineering ，OceanUniversityofChinaEngineeringInstitute ，Qingdao ，Shandong 266100 ，China )
Abstract :Onthebasisofthefieldtest ，thefiniteelementsoftwarewasusedtosimulatetheexternalwallinsulationde-
fects．Thesimulationresultsagreewellwiththeexperimentresults．Onthisbasis
，thenumericalsimulationisusedtostudy
theoptimaldetectiontimeofdifferentwalldefectsunderpassiveandactiveheatingconditions．Theresultsshowsthatthe
activeheatingmethodhasstrongerdefectdetectionabilitythanthepassivemethod
，andtheresultsofactiveheatingtime
andheatingtimelengtharegivenfortestingreference．
Keywords :infraredthermalimaging ;nondestructivetesting ;thermalinsulationwall ;numericalsimulation ;activeheat-
ing
［作者简介 ］蒋济同 ，教授 ，E-mail :15953251600@163．com ［收稿日期 ］2018-07-06
0 引言
我国建筑物能 耗 普 遍 偏 高 ，北 方 冬 天 采 暖 能 耗 占
全部建筑能耗的
60%～70% ，相当于该地区国民经济
总能耗的
20%～30% ［1］。 由 于 建 筑 施 工 不 当 、建 筑 物
陈旧等原因
，保温外墙缺陷时有发生 ，而保温外墙缺陷
会降低建筑的节能水平
，因此 ，对外围护结构缺陷的检
测十分重要
。由于红外热像法具有检测面积大 ，非 接
触
、远距 离 检 测 ，检 测 准 确 、直 观 、快 速 、可 以 定 量 分 析
等优点
，因此在建筑工程中的应用前景很好 ［2］。 目前 ，
红外检测有主动加热和被动加热的两种方式 ，其 中 被
动加热主要是被测构件在太阳辐射下的加热
，而 主 动
加热方式 主 要 是 借 助 红 外 加 热 灯 对 被 检 测 物 进 行 加
热
。目前已经有利用有限元模拟的手段研究在被动加
热情况下不同朝向的墙体的最佳检测时间
，分 析 缺 陷
面积
、厚度和 深 度 对 检 测 的 影 响 的 研 究 ［3］。 但 尚 未 有
学者研究保温外墙在主动加热情况下的最佳加热时刻
和加热时间
。本文通过试验与数值模拟的方法研究主
动红外加热法检测缺陷的可行性
，并给出最佳加热时
刻和加热时间
，为现场检测提供参考 。
1 保温墙体传热过程
热量传递的过 程 主 要 有 表 面 吸 热 、构 件 内 的 传 热
和表面散热
3个过程 ［4］。外墙外表面受到热辐射的作
用
，外墙外侧温度会高于内侧温度 ，导致热量通过外墙
外侧传导到内侧
，在此过程中还伴随着墙体表面的散
热
。本文的研究对 象 为 保 温 外 墙 ，从外向里依次为砂
浆外抹面
、保温层 、砂 浆 结 合 层 、普通黏土砖和砂浆内
抹面
，保温墙体的传热过程如图 1所示 。
图 1 保温墙体的传热过程
保温外墙主要有黏结空鼓和保温板缺失 2种 缺
陷
，其
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