根據聯合國環境規劃署的數據，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域。紅外熱像儀技術是一(yi)種分析技術，專業建(jian)(jian)筑(zhu)人員(yuan)越來越多地將其用于此(ci)任務(wu)。由于紅外輻射(she)與溫度有關，工作(zuo)效率取決于通過建(jian)(jian)筑(zhu)物(wu)圍護結構的(de)熱量傳遞。如果(guo)整個(ge)建(jian)(jian)筑(zhu)物(wu)之間(jian)存(cun)在(zai)足夠的(de)溫差，則紅外熱像儀可以用作(zuo)快速識別潛在(zai)建(jian)(jian)筑(zhu)物(wu)缺陷(xian)的(de)工具，而無需進(jin)行昂貴(gui)且(qie)破壞性的(de)物(wu)理探索研究。

圖為外部延時熱像儀的(de)(de)實(shi)驗裝置，顯示了解決方(fang)法學(xue)限制的(de)(de)設計方(fang)案。

目前，在(zai)單個時(shi)(shi)(shi)(shi)間點拍攝的(de)(de)圖(tu)像(xiang)中并非總是可以用于識別的(de)(de)。內部(bu)(bu)和外(wai)部(bu)(bu)條(tiao)件也會影響建(jian)筑(zhu)物的(de)(de)溫度。具(ju)(ju)體效果將取決于特定織(zhi)物存儲熱(re)能(neng)的(de)(de)能(neng)力。一些(xie)新(xin)的(de)(de)紅外(wai)熱(re)像(xiang)儀具(ju)(ju)有記錄圖(tu)像(xiang)序列的(de)(de)能(neng)力，從(cong)而創建(jian)了一個延時(shi)(shi)(shi)(shi)序列，為縱向建(jian)筑(zhu)熱(re)像(xiang)儀提供了新(xin)的(de)(de)機會，可以觀察到建(jian)筑(zhu)在(zai)更(geng)長時(shi)(shi)(shi)(shi)間內的(de)(de)瞬態熱(re)流(liu)。對于紅外(wai)熱(re)像(xiang)儀的(de)(de)這種縱向應用，術語“瞬態”和“延時(shi)(shi)(shi)(shi)”很(hen)重要。當某些(xie)因(yin)素(su)（例(li)如(ru)氣(qi)候條(tiao)件）隨時(shi)(shi)(shi)(shi)間變化(hua)時(shi)(shi)(shi)(shi)，就會發(fa)現“瞬態”。“延時(shi)(shi)(shi)(shi)”是捕獲間隔的(de)(de)數(shu)據集(ji)（例(li)如(ru)圖(tu)像(xiang)）的(de)(de)過程，可以按順序顯示這些(xie)數(shu)據集(ji)，以加快緩慢的(de)(de)過程（如(ru)瞬態變化(hua)）的(de)(de)速度。

圖為每隔兩小時(shi)的紅外熱(re)像圖

因(yin)此，將延(yan)(yan)時(shi)紅外(wai)熱(re)(re)像(xiang)(xiang)儀定義為一種(zhong)被(bei)動式紅外(wai)熱(re)(re)像(xiang)(xiang)儀方法，旨(zhi)在通過記(ji)錄(lu)(lu)一系列(lie)圖像(xiang)(xiang)來更好地(di)理解建(jian)筑物內部瞬(shun)態(tai)熱(re)(re)流。延(yan)(yan)時(shi)圖像(xiang)(xiang)捕獲通常歸因(yin)于攝影，其中(zhong)通常可以通過與傳(chuan)統膠片不同的(de)時(shi)間間隔速度（25幀/秒(miao)）保存圖像(xiang)(xiang)幀來加快(kuai)或減慢事件。鑒于建(jian)筑材(cai)料瞬(shun)態(tai)變(bian)化的(de)緩慢特性，延(yan)(yan)時(shi)圖像(xiang)(xiang)記(ji)錄(lu)(lu)似乎非常適合紅外(wai)熱(re)(re)像(xiang)(xiang)儀。

識別出(chu)的裂縫(feng)和補(bu)丁的位(wei)置。

很明顯，這種方法解(jie)決了(le)實際限制(zhi)，包括安全和(he)(he)保障(zhang)問(wen)題(ti)。由(you)于(yu)相機到物(wu)體表面的距離而(er)導致(zhi)的空(kong)間分辨(bian)率和(he)(he)FOV限制(zhi)、不(bu)受(shou)歡迎(ying)的前景(jing)物(wu)體和(he)(he)觀察正(zheng)面的困難以(yi)及向熱(re)像(xiang)儀持續供(gong)電(dian)所帶來的挑戰(zhan)都得(de)到了(le)實質性(xing)的緩解(jie)。

這項工(gong)作還研究了(le)不同建(jian)筑物的(de)(de)延(yan)時(shi)(shi)(shi)分析所需的(de)(de)不同時(shi)(shi)(shi)間(jian)分辨率。對以20–30分鐘的(de)(de)圖像(xiang)間(jian)隔錄制的(de)(de)定(ding)時(shi)(shi)(shi)短(duan)片的(de)(de)定(ding)性分析表(biao)明，序(xu)列中的(de)(de)某(mou)些圖像(xiang)在視覺上與(yu)其(qi)他圖像(xiang)相同，無(wu)助(zhu)于辨別熱圖樣的(de)(de)變化。

圖(tu)為每隔兩小時(shi)的紅外(wai)熱像圖(tu)

研究發現，連續圖像(xiang)之(zhi)間(jian)(jian)(jian)的表觀溫度差異會隨構造類型而變化，這(zhe)表明沒有(you)一(yi)個單一(yi)的時(shi)間(jian)(jian)(jian)分(fen)(fen)辨率(lv)會適合所有(you)情況。由于(yu)有(you)時(shi)會對結(jie)構進行假設，因此紅(hong)外熱像(xiang)儀應該(gai)在短(duan)時(shi)間(jian)(jian)(jian)內使用小于(yu)30分(fen)(fen)鐘間(jian)(jian)(jian)隔的時(shi)間(jian)(jian)(jian)分(fen)(fen)辨率(lv)來捕(bu)獲圖像(xiang)，然(ran)后(hou)再(zai)根據初始結(jie)果分(fen)(fen)析(xi)并(bing)降低(di)時(shi)間(jian)(jian)(jian)分(fen)(fen)辨率(lv)。與定(ding)性(xing)分(fen)(fen)析(xi)相比，定(ding)量分(fen)(fen)析(xi)（例如U值確定(ding)）可能需要圖像(xiang)之(zhi)間(jian)(jian)(jian)更(geng)(geng)準確或更(geng)(geng)低(di)的溫度差，進而需要更(geng)(geng)短(duan)的時(shi)間(jian)(jian)(jian)分(fen)(fen)辨率(lv)去定(ding)量分(fen)(fen)析(xi)。

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.