自2011年日本東部發(fā)生地震以來，日本各方日益關(guān)注建筑物外墻的耐久性和可靠性。UDI公司是2001年4月成立的一家由政府指定的民間機(jī)構(gòu)，旨在提供各類建審服務(wù)。其中一項(xiàng)服務(wù)就是使用熱像儀進(jìn)行外墻診斷。該公司采用了FLIR SYSTEMS的紅外熱像儀。
日本《建筑基準(zhǔn)法》要求對(duì)特殊類型的建筑（視建筑類別的用途和規(guī)模而定）實(shí)施定期安全檢驗(yàn)，并且必須向相關(guān)主管部門提交檢驗(yàn)報(bào)告。該項(xiàng)法規(guī)的最新修訂涉及墻面施工所采用的具體建筑材料（包括磚）。修訂版規(guī)定如發(fā)現(xiàn)外磚墻體有任何異常劣化或損壞，或者如外墻整修迄今已過10年，則必須對(duì)外磚墻體進(jìn)行徹底的錘擊檢查。可使用手錘敲擊檢查聲音，或者使用紅外熱像儀。因此，熱像儀作為檢驗(yàn)工具得到了越來越多的應(yīng)用，與整體錘擊檢查相比，它是一種侵?jǐn)_性低、負(fù)擔(dān)輕的替代性檢驗(yàn)方法。熱像儀在建筑維修和處理客戶投訴中的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍，因?yàn)闊嵯駜x還能夠檢測(cè)漏水及其它建筑問題。
UDI公司最先認(rèn)識(shí)到了這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)在建筑工業(yè)的應(yīng)用潛力。通過向客戶明確說明熱像儀服務(wù)的優(yōu)勢(shì)，UDI已將熱像檢驗(yàn)作為可行的替代性服務(wù)項(xiàng)目。
表1. 基于《建筑基準(zhǔn)法》（2009年4月1日頒布）第12條的定期報(bào)告制度的變更
摘要 (1)限定調(diào)查/檢驗(yàn)的項(xiàng)目、方法和標(biāo)準(zhǔn)
(2)報(bào)告細(xì)節(jié)的加強(qiáng)
要點(diǎn) 有關(guān)外墻面磚的劣化和損壞
過去的要求：檢驗(yàn)外墻的方法是在手臂能夠觸及的范圍內(nèi)用手錘敲擊墻磚，同時(shí)目視檢查其它部分。如發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)進(jìn)行整體檢查，包括使用手錘檢驗(yàn)錘擊聲音或采用其它指定方法。此外，如施工或墻面維修完工已有十年，首次檢驗(yàn)應(yīng)使用聽錘音法或其它指定方法。檢驗(yàn)應(yīng)包括墻面材料墜落可能給行人造成危險(xiǎn)的部分。
1. 紅外線墻面檢驗(yàn)的原理
紅外線是一種波長(zhǎng)比可見紅光長(zhǎng)、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(zhǎng)（熱）使熱分布（圖1）可視化的設(shè)備。
當(dāng)外墻面磚或噴砂裝飾材料因陽光輻射而加溫時(shí)，表面的熱量經(jīng)過傳導(dǎo)進(jìn)入周邊建筑物的混凝土框架結(jié)構(gòu)或其它材料中。但剝落或掉漆會(huì)造成框架和外墻材料間的間隙，由于空氣絕熱層導(dǎo)熱能力不佳（比如，導(dǎo)熱系數(shù)更低），外墻材料的溫度會(huì)高于平常的溫度。
紅外線外墻檢驗(yàn)法是一種非破壞性、非接觸性的方法，利用上述現(xiàn)象，使用先進(jìn)的熱像儀捕捉目標(biāo)建筑物外墻的紅外圖像，可測(cè)量目標(biāo)建筑的表面溫度并對(duì)墻面剝落和掉漆的狀況進(jìn)行估算。
2. 紅外外墻檢驗(yàn)法的優(yōu)勢(shì)
UDI公司董事長(zhǎng)鈴木徹先生認(rèn)為使用熱像儀進(jìn)行紅外線外墻檢驗(yàn)的好處可以歸納為四類：“安全和保障”，“成本低廉”，“快速”和“可報(bào)告性”。
安全和保障
• 因檢測(cè)過程中無振動(dòng)或噪音，不會(huì)給居民或建筑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(huì)侵犯建筑使用者的隱私，尤其是公寓、醫(yī)院、酒店和辦公樓的使用者。
成本低廉
• 紅外檢驗(yàn)法省去了腳手架和吊船工作臺(tái)的安裝和拆除成本，因?yàn)闄z驗(yàn)人員是站在建筑物的四周使用熱像儀完成圖像捕捉的。
• 可降低人力成本，因?yàn)闊o需采取額外的措施確保建筑物使用者的安全或管制附近的交通。
快速
工時(shí)可縮短，因?yàn)闊o需安裝或拆除腳手架。
遵守定期報(bào)告
• 紅外檢驗(yàn)法檢驗(yàn)速度快，因此可實(shí)現(xiàn)快速報(bào)告，根據(jù)《建筑基準(zhǔn)法》第12條的要求，提交的定期檢驗(yàn)報(bào)告可采用紅外線檢驗(yàn)法代替整體錘擊檢驗(yàn)法實(shí)施檢驗(yàn)。
• 數(shù)據(jù)可以電子化形式存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)無紙化操作。
• 定期進(jìn)行紅外線檢驗(yàn)有助對(duì)建筑物的老化和退化進(jìn)行監(jiān)控。
圖2 錘擊檢驗(yàn)法和先進(jìn)的紅外檢驗(yàn)法的比較
3. FLIR SC620, 提高檢驗(yàn)效率的高精度熱像儀
為了進(jìn)行對(duì)比調(diào)查并為客戶提供服務(wù)，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筑物診斷所必須的特性，特別是外墻檢驗(yàn)。在選擇熱像儀之前，我們進(jìn)行了實(shí)際測(cè)試，然后選擇了FLIR SC620，因?yàn)樗幸粋�(gè)內(nèi)置高清數(shù)碼相機(jī)
（3,200,000像素）和高分變率（640x480像素）熱像儀，能夠探測(cè)0.04℃這樣微小的溫差。還可以安裝用于遠(yuǎn)距離觀測(cè)的擴(kuò)展鏡頭，這項(xiàng)功能很重要，因?yàn)槲覀儽仨毦帉懸环輽z驗(yàn)結(jié)果報(bào)告。”
“我們需要在狹小的空間里掃描高大或?qū)掗煹哪繕?biāo)建筑物。FLIR SC620具備5.6
英寸寬的LCD顯示器和可旋轉(zhuǎn)鏡頭裝置，適用于建筑物檢驗(yàn)工作。與視頻連接很簡(jiǎn)單，這樣更方便我們與客戶分享檢驗(yàn)的結(jié)果。”
4. 紅外線檢驗(yàn)案例
5. 受益于紅外線熱成像檢驗(yàn)的建筑物
鈴木先生認(rèn)為下列建筑物將受益于先進(jìn)的紅外墻壁檢驗(yàn)法。
1. 外墻材質(zhì)為磚、石頭（清水墻除外），或砂漿的建筑物
2. 高層與低層相結(jié)合的建筑物
3. 特殊形狀的建筑物，如圓形建筑
4. 兒童和老人使用率高的建筑物
5. 被腳手架遮蓋的建筑物，犯罪活動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)高，侵犯用戶隱私。
圖3.使用紅外線熱像儀進(jìn)行外墻檢驗(yàn)的實(shí)例
6. ITC紅外培訓(xùn)中心
鈴木先生表示，選擇適用的熱像儀非常關(guān)鍵，同時(shí)進(jìn)行培訓(xùn)也非常重要。
“紅外線墻壁檢驗(yàn)需要先進(jìn)的、有經(jīng)驗(yàn)支持的專業(yè)分析技術(shù)。我們先買了高準(zhǔn)確度的紅外熱像儀FLIR SC620，后來又添購了FLIR T640和FLIR Researcher軟件，以便能夠應(yīng)對(duì)服務(wù)需求的增長(zhǎng)。有了這些工具，訓(xùn)練有素的專職工程師就可以開展現(xiàn)場(chǎng)建筑物的診斷檢驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析了。”
“我們認(rèn)為要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的熱像分析，你不僅必須了解如何使用熱像儀和軟件，還要懂得熱成像專業(yè)知識(shí)。這就是我們?yōu)楹我蠼M成我們專職熱工學(xué)工程師團(tuán)隊(duì)的八名成員，必須完成ITC一級(jí)紅外培訓(xùn)的緣由。接受ITC培訓(xùn)后，他們能夠在一年四季，一周七天，全天24小時(shí)在同樣測(cè)試條件下對(duì)建筑物進(jìn)行掃描，憑借他們?cè)跓岢上窈徒?span style="line-height:1.6em; text-indent:2em">筑結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)做出準(zhǔn)確的診斷和報(bào)告。我們會(huì)要求員工接受ITC二級(jí)培訓(xùn)，以便最大限度地利用熱成像技術(shù)，提供可靠的檢驗(yàn)服務(wù)。”
“UDI是日本土地、基礎(chǔ)設(shè)施和交通運(yùn)輸部指定的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，依據(jù)《建筑基準(zhǔn)法》執(zhí)行檢驗(yàn)服務(wù)，占有日本關(guān)東地區(qū)的最大市場(chǎng)份額。作為一家真正的第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，UDI在提供可靠的、高品質(zhì)服務(wù)方面擁有廣泛的經(jīng)驗(yàn)，其中包括政府及其它公共辦公建筑的外墻熱檢驗(yàn)。我還擔(dān)任“社會(huì)與人道替代性應(yīng)用調(diào)查”紅外技術(shù)委員會(huì)的會(huì)長(zhǎng)，這項(xiàng)調(diào)查是由土地、基礎(chǔ)設(shè)施和交通運(yùn)輸部批準(zhǔn)。”
“為了加強(qiáng)公眾對(duì)熱檢驗(yàn)和診斷（包括非破壞性和非接觸性外墻和漏水檢驗(yàn)）的認(rèn)識(shí)，我們計(jì)劃在熱像儀及及技術(shù)方面與FLIR Systems締結(jié)更有力的伙伴關(guān)系。
我們要正確地理解紅外技術(shù)，這樣客戶才不會(huì)高估或低估它的多功能性和實(shí)際能力。換句話說，我們要注意不能因客戶期望過高而失去我們的信譽(yù)，他們可能會(huì)說：“我以為熱像儀功能很全，結(jié)果有些功能還是實(shí)現(xiàn)不了。”反過來，對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)能夠帶來什么，如果缺乏了解可能會(huì)使部分潛力市場(chǎng)無法開發(fā)。因此，UDI會(huì)根據(jù)客戶需求舉辦研討會(huì)，幫助增強(qiáng)他們對(duì)外墻紅外檢驗(yàn)的了解。我們計(jì)劃與“社會(huì)與人道替代性應(yīng)用調(diào)查”和日本FLIR SYSTEM分公司合作，定期舉辦研討會(huì)。”
