建筑專業(yè)人員會采用各種方法來評估實際建筑物中存在的缺陷。盡管基于穩(wěn)態(tài)條件計算建筑物的熱性能對評估設計很有用，但不適合評估實際建筑物圍護結構的條件和性能。諸如墻壁中的水分和大型建筑組件中存儲的熱量，它們可以動態(tài)地改變材料的特性。如果墻壁中具有水分熱，則可能會減少建筑系統(tǒng)的整體性能并造成破壞。

紅外熱成像技術是一種新興技術，著眼于建筑物狀態(tài)性能檢測。從物體表面發(fā)出的紅外輻射，并將其轉換為紅外熱像圖。熱成像師通常將紅外數據記錄為單個瞬時圖像。在建筑物中可以使用溫度來評估熱流，由于環(huán)境變化的時間尺度，在瞬時熱像圖中，瞬態(tài)條件（例如熱質量和阻尼效應）并不總是可見的。一些紅外熱像儀還具有記錄時間序列和延時圖像的能力，這使熱成像師能夠長時間觀察結構的熱表面條件的變化。

圖為材料樣品，包括磚塊（左上）、軟木（右上）、混凝土砌塊（左下）、板巖（右下）

本工作旨在加深對建筑物紅外熱成像圖像的理解，報道了實驗設置的紅外熱成像圖像與同一實驗使用Voltra瞬態(tài)傳熱程序進行仿真的瞬態(tài)模型進行比較。這項工作解釋了實際建筑物的紅外熱像圖存在的一些固有問題，并建議如何能夠更好地理解現實生活中的材料性能。

研究在兩種情況下都觀察到了四個簡單的材料樣品。結果表明，從紅外熱像儀的角度來看，可以從熱像圖獲得的信息水平很重要。許多行業(yè)將紅外熱成像技術視為“相對”工具，通過紅外熱像儀觀察色彩梯度，并利用他們的經驗和最佳判斷來解釋他們所看到的東西。從瞬態(tài)分析的角度來看，這項研究證明了在條件不斷變化的情況下，長期研究材料行為的重要性。這項研究中的紅外熱成像實驗成功地證明了干燥和潮濕樣品的瞬態(tài)熱流。

圖為仿真實驗與紅外熱像圖

盡管很難對現實生活中的情況進行建模，但建模與紅外熱成像等測量結合使用時，能更好地了解材料或建筑織物的性能。在將該實驗擴展到實際生活中的示例時，應格外小心，因為其他參數可能在半受控條件下開始出現。諸如占用率和天氣變化之類的額外因素可能結合在一起，這些參數對多層結構將施加影響。特別是對于建筑專業(yè)人士而言，如果他們要對建筑物的熱性能有更深入的了解，結合這兩種方法尤其重要。因為基于更常見的設計的“穩(wěn)態(tài)”結構分析掩蓋了在頻繁變化的環(huán)境條件下建筑物的真實生活性能。

圖為軟木材料樣品的紅外圖像顯示由于樣品內的結而異常

因此，這項工作有機會讓人們提高對瞬態(tài)分析的認識，并提高一些觀察和理解這一現象的方法。結合紅外熱像儀幫助熱像師和建筑設計師更好地了解建筑織物的復雜性能具有重要意義。

參考資料：

Matthew Fox, David Coley, Steve Goodhew, et al. Comparing Transient Simulation with Thermography Time Series. IBPSA-England in First Building Simulation and Optimization Conference (2012).