根據(jù)聯(lián)合國環(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別熱效率低下的區(qū)域。紅外熱像儀技術是一種分析技術，專業(yè)建筑人員越來越多地將其用于此任務。由于紅外輻射與溫度有關，工作效率取決于通過建筑物圍護結構的熱量傳遞。如果整個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別潛在建筑物缺陷的工具，而無需進行昂貴且破壞性的物理探索研究。

圖為外部延時熱像儀的實驗裝置，顯示了解決方法學限制的設計方案。

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

圖為每隔兩小時的紅外熱像圖

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

識別出的裂縫和補丁的位置。

很明顯，這種方法解決了實際限制，包括安全和保障問題。由于相機到物體表面的距離而導致的空間分辨率和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)供電所帶來的挑戰(zhàn)都得到了實質性的緩解。

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

圖為每隔兩小時的紅外熱像圖

研究發(fā)現(xiàn)，連續(xù)圖像之間的表觀溫度差異會隨構造類型而變化，這表明沒有一個單一的時間分辨率會適合所有情況。由于有時會對結構進行假設，因此紅外熱像儀應該在短時間內(nèi)使用小于30分鐘間隔的時間分辨率來捕獲圖像，然后再根據(jù)初始結果分析并降低時間分辨率。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確或更低的溫度差，進而需要更短的時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.