根據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署的數(shù)據(jù)，建筑物占全球能源消耗的40％以上。能源成本的增加導(dǎo)致燃料貧乏程度的提高。改善在熱方面能源效率低下的現(xiàn)有住宅并最大限度地減少供暖建筑物所需的能源需求是目前最為重要的，而改善住宅需要成功識(shí)別熱效率低下的區(qū)域。紅外熱像儀技術(shù)是一種分析技術(shù)，專(zhuān)業(yè)建筑人員越來(lái)越多地將其用于此任務(wù)。由于紅外輻射與溫度有關(guān)，工作效率取決于通過(guò)建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量傳遞。如果整個(gè)建筑物之間存在足夠的溫差，則紅外熱像儀可以用作快速識(shí)別潛在建筑物缺陷的工具，而無(wú)需進(jìn)行昂貴且破壞性的物理探索研究。

圖為外部延時(shí)熱像儀的實(shí)驗(yàn)裝置，顯示了解決方法學(xué)限制的設(shè)計(jì)方案。

目前，在單個(gè)時(shí)間點(diǎn)拍攝的圖像中并非總是可以用于識(shí)別的。內(nèi)部和外部條件也會(huì)影響建筑物的溫度。具體效果將取決于特定織物存儲(chǔ)熱能的能力。一些新的紅外熱像儀具有記錄圖像序列的能力，從而創(chuàng)建了一個(gè)延時(shí)序列，為縱向建筑熱像儀提供了新的機(jī)會(huì)，可以觀察到建筑在更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的瞬態(tài)熱流。對(duì)于紅外熱像儀的這種縱向應(yīng)用，術(shù)語(yǔ)“瞬態(tài)”和“延時(shí)”很重要。當(dāng)某些因素（例如氣候條件）隨時(shí)間變化時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)“瞬態(tài)”。“延時(shí)”是捕獲間隔的數(shù)據(jù)集（例如圖像）的過(guò)程，可以按順序顯示這些數(shù)據(jù)集，以加快緩慢的過(guò)程（如瞬態(tài)變化）的速度。

圖為每隔兩小時(shí)的紅外熱像圖

因此，將延時(shí)紅外熱像儀定義為一種被動(dòng)式紅外熱像儀方法，旨在通過(guò)記錄一系列圖像來(lái)更好地理解建筑物內(nèi)部瞬態(tài)熱流。延時(shí)圖像捕獲通常歸因于攝影，其中通?？梢酝ㄟ^(guò)與傳統(tǒng)膠片不同的時(shí)間間隔速度（25幀/秒）保存圖像幀來(lái)加快或減慢事件。鑒于建筑材料瞬態(tài)變化的緩慢特性，延時(shí)圖像記錄似乎非常適合紅外熱像儀。

識(shí)別出的裂縫和補(bǔ)丁的位置。

很明顯，這種方法解決了實(shí)際限制，包括安全和保障問(wèn)題。由于相機(jī)到物體表面的距離而導(dǎo)致的空間分辨率和FOV限制、不受歡迎的前景物體和觀察正面的困難以及向熱像儀持續(xù)供電所帶來(lái)的挑戰(zhàn)都得到了實(shí)質(zhì)性的緩解。

這項(xiàng)工作還研究了不同建筑物的延時(shí)分析所需的不同時(shí)間分辨率。對(duì)以20–30分鐘的圖像間隔錄制的定時(shí)短片的定性分析表明，序列中的某些圖像在視覺(jué)上與其他圖像相同，無(wú)助于辨別熱圖樣的變化。

圖為每隔兩小時(shí)的紅外熱像圖

研究發(fā)現(xiàn)，連續(xù)圖像之間的表觀溫度差異會(huì)隨構(gòu)造類(lèi)型而變化，這表明沒(méi)有一個(gè)單一的時(shí)間分辨率會(huì)適合所有情況。由于有時(shí)會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行假設(shè)，因此紅外熱像儀應(yīng)該在短時(shí)間內(nèi)使用小于30分鐘間隔的時(shí)間分辨率來(lái)捕獲圖像，然后再根據(jù)初始結(jié)果分析并降低時(shí)間分辨率。與定性分析相比，定量分析（例如U值確定）可能需要圖像之間更準(zhǔn)確或更低的溫度差，進(jìn)而需要更短的時(shí)間分辨率去定量分析。

參考資料：

Matthew Fox, David Coley, Steve Goodhew, et al. Time-lapse thermography for building defect detection. Energy and Buildings. 92:95-106, 2015.