外墻外保溫缺陷紅外檢測(cè)數(shù)值模擬方法研究.pdf

1、在建筑工程質(zhì)量缺陷檢測(cè)領(lǐng)域，紅外熱像法已經(jīng)成為普遍使用的檢測(cè)方法，紅外熱像檢測(cè)技術(shù)也日趨成熟，相關(guān)協(xié)會(huì)和地方質(zhì)量檢測(cè)部門(mén)都制定了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)技術(shù)規(guī)程。對(duì)紅外熱像技術(shù)的研究也由定性分析向定量分析趨勢(shì)發(fā)展。目前紅外熱像技術(shù)對(duì)建筑工程質(zhì)量的檢測(cè)按對(duì)象不同主要分為三類(lèi):建筑缺陷檢測(cè)、建筑節(jié)能檢測(cè)、受潮與滲漏檢測(cè)。從定量分析方法上又可以分為數(shù)值模擬、圖像后處理和紅外熱診斷法三個(gè)方向。本文的主要工作是數(shù)值模擬分析有EPS板薄抹灰外保溫缺失缺陷和粘

2、結(jié)缺陷的外墻傳熱過(guò)程，從而為紅外熱像法現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)提供理論依據(jù)和建議。
　　本文以居住建筑節(jié)能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)紅外熱像技術(shù)檢測(cè)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工缺陷的要求和紅外熱像法檢測(cè)建筑外墻飾面層粘結(jié)缺陷技術(shù)規(guī)程為依據(jù)，采用ANSYS有限元熱分析軟件分別對(duì)這兩種類(lèi)型缺陷的外墻建立了自然條件下的傳熱模型，數(shù)值模擬不同缺陷參數(shù)、墻體朝向、季節(jié)等多種組合情況下外墻的動(dòng)態(tài)傳熱過(guò)程，分析了以上各種參數(shù)對(duì)外墻外表面溫度分布的影響，結(jié)合實(shí)際紅外熱像檢測(cè)條件，得出了紅外

3、熱像儀對(duì)不同參數(shù)缺陷的檢測(cè)能力以及不同季節(jié)下東、南、西、北墻的最佳檢測(cè)時(shí)段，為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)保溫缺失缺陷和粘結(jié)缺陷提供建議和依據(jù)。
　　主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)介紹紅外熱像技術(shù)的基礎(chǔ)理論與分析外墻的傳熱過(guò)程，從而引出紅外檢測(cè)外墻外保溫兩種缺陷的檢測(cè)原理，其中給出了重要參數(shù)（太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、日氣溫、綜合溫度）的計(jì)算式，為后續(xù)數(shù)值模擬中參數(shù)的計(jì)算做好準(zhǔn)備。
　　(2)分析了有限元的基本原理和ANSYS瞬態(tài)熱分析的

4、基本步驟，然后按照基本步驟，分別建立了自然條件下EPS板薄抹灰外保溫缺失缺陷外墻模型和粘結(jié)空鼓缺陷外墻模型，并數(shù)值模擬了兩模型的傳熱過(guò)程。在外保溫缺失缺陷外墻模型傳熱過(guò)程熱分析中，先研究了檢測(cè)日前溫度變化對(duì)檢測(cè)日當(dāng)天計(jì)算結(jié)果的影響，再分析了檢測(cè)日外表面溫度分布特征，提出了對(duì)檢測(cè)日前溫度變化的要求，得出了檢測(cè)日當(dāng)天的外墻外表面溫度差值變化規(guī)律。在外保溫粘結(jié)空鼓缺陷外墻模型傳熱過(guò)程熱分析中，先對(duì)比分析了室外綜合溫度與正常區(qū)域外表面平均值，然

5、后對(duì)正常區(qū)域外表面溫度平均值與缺陷中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)外表面溫度進(jìn)行了對(duì)比研究，得出了檢測(cè)日當(dāng)天的外墻外表面溫度差值變化規(guī)律。最后通過(guò)將兩種模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，理論分析溫度差峰值的差別因缺陷面積、厚度不同所致。
　　(3)用紅外熱像檢測(cè)外保溫缺失缺陷實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了此缺陷模型的可行性以及相應(yīng)結(jié)論的正確性，通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，證明了缺陷面積、厚度對(duì)外表面溫度差峰值影響的結(jié)論，并分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果和模擬結(jié)果誤差的主要影響因素。

6、通過(guò)數(shù)值模擬分析粘結(jié)空鼓缺陷尺寸對(duì)外表面溫度差峰值的影響，得出與黃文浩論文中的紅外熱像法檢測(cè)外飾面層粘結(jié)空鼓缺陷實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致的結(jié)論，證明了粘結(jié)空鼓缺陷模型的可行性。
　　(4)為了進(jìn)一步分析缺陷參數(shù)（深度、厚度、面積）、墻體朝向、季節(jié)對(duì)保溫缺失外墻外表面的溫度分布的影響，在上述傳熱模型基礎(chǔ)上，分別對(duì)缺陷參數(shù)（深度、厚度、面積）、墻體朝向、季節(jié)等多種組合情況下進(jìn)行數(shù)值模擬，提取可檢測(cè)缺陷區(qū)域面積，確定在四季典型日中東、南、西、北墻的