红外热成像法探测建筑围护结构热工缺陷研究

论文摘要

目前,随着建筑节能形势不断深入,节能评价工作从最初的建筑节能设计逐渐转向现场检测和竣工验收,相配套的节能检测手段也随着红外技术的发展并与其结合,进一步促进了建筑节能检测工作的发展。国内外对于红外热成像法的探测建筑热工缺陷的理论研究还不够深入,因此,本文需要在现有红外辐射理论以及既有节能检测手段的基础之上,将对利用红外热成像法检测的被测表面真实温度的计算方法进行探讨,分析引起红外热成像法测量误差的因素,并在此基础之上,简要介绍本研究所用仪器,指出仪器的性能参数符合本研究需要。为了进一步进行红外热成像法探测建筑围护结构热工缺陷的研究,作者将通过走访若干个住宅小区及施工现场,实地调研既有居住建筑及在建建筑的围护结构现状,确定既有建筑中存在的热工缺陷主要有墙体表面渗漏、饰面层或抹灰层空鼓脱落、保温层缺失遗漏问题、门窗冷风渗漏、预留孔洞、建筑连接部位的冷热桥、主体结构缺砖少块、主体结构表面裂缝等等类型,并将综合分析其产生原因。基于上述红外辐射理论及居住建筑现状调研,作者将选择既有居住建筑中所存在的保温板锚固钉部位,在西安典型的冬季采暖期内分别使用接触式热电偶法与非接触式红外热成像法进行测试研究。分析表明,当对比红外热成像法与热电偶法时,这两种方法在测点部位测量数据基本接近,在计算测点的表面平均温度上,热电偶法明显表现出劣势,测温误差较大,这一点也证明了热电偶“以点代面”测温的不足；同时,将利用面积加权法计算在外保温板锚固钉存在或不存在两种情况下围护结构的平均传热系数值,对比证明外保温板锚固钉的存在基本不影响整体建筑围护结构的热工性能。最后,作者将对国内外既有的红外热成像法判断建筑围护结构热工缺陷的研究成果做出简要介绍,并结合前期实验对各种方法进行验证,以此寻找出量化缺陷等级的最佳方法,并将该方法广泛的应用于前期调研对象的量化研究验证中.

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题来源及研究目的意义
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 研究目的及意义
• 1.2 目前节能检测方法简介
• 1.2.1 热箱法
• 1.2.2 热流计法
• 1.2.3 非稳态法
• 1.2.4 红外热成像法
• 1.2.5 小结
• 1.3 红外检测方法的国内外研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 课题的研究内容和研究方法
• 1.4.1 课题的研究内容
• 1.4.2 课题的研究方法
• 1.5 论文的组织结构
• 2 红外热成像法测温原理及影响因素
• 2.1 红外辐射简介
• 2.1.1 红外线简介
• 2.1.2 红外辐射特性
• 2.2 红外热像原理及系统分类
• 2.2.1 外热像原理
• 2.2.2 外热像系统分类
• 2.3 被测表面真实温度的计算
• 2.4 影响红外检测方法精确度的因素分析
• 2.4.1 发射率的影响
• 2.4.2 大气环境的影响
• 2.4.3 太阳辐射
• 2.4.4 距离影响
• 2.4.5 环境影响
• 2.4.6 风速的影响
• 2.5 本研究所用设备简介
• 2.6 本章小结
• 3 居住建筑围护结构调研
• 3.1 调研对象的选择原则
• 3.2 调研对象的详细情况
• 3.3 围护结构调研结果分析
• 3.3.1 主体结构材料类型
• 3.3.2 门窗材料类型
• 3.3.3 保温层设置
• 3.5 围护结构中存在的热工缺陷
• 3.5.1 主体结构表面缺陷
• 3.5.2 连接部位缺陷
• 3.5.3 其他部位
• 3.6 问卷调研结果分析
• 3.7 本章小结
• 4 居住建筑围护结构热工缺陷的实验研究
• 4.1 外热成像法的使用要求、条件及使用方法
• 4.1.1 使用要求
• 4.1.2 使用条件
• 4.1.3 使用方法
• 4.2 外墙外保温板锚固钉现场测试研究
• 4.2.1 测试概况
• 4.2.2 实验测试结果
• 4.2.3 外热成像法测温的精确性判断
• 4.3 传热系数的影响
• 4.3.1 传热系数的计算
• 4.3.2 锚固钉的存在对围护结构传热系数的影响
• 4.4 本章小结
• 5 居住建筑围护结构热工缺陷判定指标研究
• 5.1 既有热工缺陷界定方法的简介
• 5.1.1 国际标准
• 5.1.2 我国红外热像法检测建筑外墙饰面层粘结缺陷技术规程
• 5.1.3 红外热像技术测定围护结构热工参数研究
• 5.1.4 围护结构热工缺陷的红外判定研究
• 5.2 既有热工缺陷等级判定指标的验证
• 5.2.1 国际标准的判定验证
• 5.2.2 我国红外热像法检测建筑外墙饰面层粘结缺陷技术规程验证
• 5.2.3 外热像技术测定围护结构热工参数研究验证
• 5.2.4 围护结构热工缺陷的红外判定研究验证
• 5.3 本章小结
• 6 围护结构热工缺陷指标应用
• 6.1 匀质墙体
• 6.2 主体区域热工缺陷判定
• 6.2.1 饰面层脱落、空鼓
• 6.2.2 保温层问题
• 6.2.3 预留孔洞
• 6.2.4 门窗部位缺陷
• 6.3 连接部位热工缺陷判定
• 6.4 其他部位热工缺陷判定
• 6.5 本章小结
• 7 结论与展望
• 7.1 研究结论
• 7.2 本课题的前瞻
• 致谢
• 图录
• 表录
• 参考文献
• 研究生在读期间的研究成果
• 附录