城市更新背景下既有建筑渗漏检测技术

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我国现有既有建筑约800亿㎡，每年新建建筑面积20亿㎡，截至2022年底，中国城镇既有房屋中建成年份超过30年的接近20%，超过20年的约65%以上，预计到2040年前后近80%的房屋将进入这个阶段。受限于建设时期的技术水平和经济条件等因素，建筑材料自然老化、设计施工缺陷，以及城市发展提档升级的需要及建筑使用功能多样化、时尚化的需求，这些房屋将进入设计使用年限的中后期，进入功能或形象退化期。 

2020年国务院发布《关于全面推进城镇老旧小区改造工作的指导意见》，住建部2021年以来陆续发布多个相关通知，明确指出，老旧小区改造不能一刀切，应坚持“留改拆”并举，防止大拆大建。既有建筑改造比新建建筑可节约投资40%，缩短工期约50%，收回投资的周期比新建建筑快2~3倍。为了避免既有建筑被不合理的拆除，对既有建筑的改造成为城市修补和有机更新的重要组成部分。

图1 我国的既有建筑

既有建筑存在多种常见病害，如外墙脱落、空鼓、渗漏、房屋开裂等问题，严重危害人民生命财产安全，困扰居民正常生活，影响城市建筑的健康和风貌，是既有建筑更新改造亟待解决的问题。

2014年中国建筑防水协会与北京零点市场调查与分析公司联合发布的《2013年全国建筑渗漏状况调查项目报告》，对全国28个城市、850个社区2849栋楼房进行调查，住宅屋顶渗漏率达到95.33%，地下室渗漏率达到近六成，近4成的住户受到房屋渗漏的困扰。在既有建筑存在的病害中，建筑渗漏已成为建筑通病之首。

图2 既有建筑存在的渗漏问题

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渗漏检测技术按作用目的不同，可分为模拟渗漏环境试验和渗漏位置检出方法。当检测对象处于非渗漏环境时，可先进行渗漏环境模拟，待检测对象处于渗漏状态时，再进行渗漏位置检出。常见的模拟渗漏试验有满水试验、蓄水试验、淋水试验、水压试验、灌水试验等；渗漏位置检出方法主要有：目视观察法、听漏仪、红外热像法、微波测湿法、渗漏寻检法、示踪物质法等。

淋水方法可分为：自然降雨和人工喷淋。在GB55030-2022《建筑与市政工程防水通用规范》规定，对屋面工程采用雨后观察时，降雨应达到中雨量级标准，对外墙和节点，应采用人工喷淋。对于人工喷淋，影响喷淋效果的主要因素包括淋水量、喷淋压力、淋水时长。

图3 淋水试验

2.2.1 红外热像法

红外热像仪由光学器件和探测器两个部分组成：光学器件将检测目标发出的红外辐射能量聚集到探测器上，探测器把入射的辐射转换成电信号，进而被处理成可见图像，即红外热像图。通俗地讲，红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。就像照相技术意味着“可见光写入”一样，热成像技术意味着“热量写入”。热图像上不同的颜色代表不同的温度，通常用暖色表示高温，用冷色表示低温。

图4 红外热像仪工作原理示意图

根据热辐射原理，当被检区域出现漏水时，该区域的导热性能会发生变化，使得该区域的温度分布不均匀并引起构件表面温度的变化。利用红外热成像设备可以对该区域的温度进行采集和处理，并转化为热像图。检测人员通过观察热像图可了解该区域表面温度的分布情况。

图5 建筑物渗水导致的红外热像低温区域

2.2.2 微波测湿法

物体的介电常数与物体自身含水率有关，当微波穿过物体时，物体内部的水分相较于其他物质而言会极大地造成微波的能量损耗。通过测量微波在穿过物体时的相关参数变化（振幅和传播速度等）来间接获得物体的含水率。在构件上不同位置及深度进行快速微波探测，并利用计算机将数据组合成平面或立体微波湿度分布图，从而就可确定构件内部湿度即渗漏情况。

在同一探测区域，不同型号探头的综合使用，可以帮助定位构件内部不同深度位置的湿度数据，并利用专业软件对结构内部的湿度分布绘制微波湿度分布图，能有效地确定渗漏部位和范围。目前，该测试方法结合红外热像仪和雷达法几种测试方法，可以比较准确地找出建筑渗漏的原因。

图6 手持式微波测湿系统

2.2.3 其他检测方法

光纤测试技术：主要是利用光纤维入射的激光脉冲在温度发生变化时产生散乱光的现象进行检测。当出现渗漏时，渗漏处的温度分布发生改变，通过光纤测试散乱光强度，即可确定渗漏部位，较常用在堤坝和管道的渗漏监测过程中。

地质雷达：原理是发射高频电磁波到地下，电磁波在介质中传播时，其传播路径、电磁场强度和波形将随所通过地下介质的电性和几何形态的变化而变化，地质雷达主机将对此部分的反射波进行时时接收，对接收到的数据进行一系列处理后得到雷达图像，继而对介质的属性进行判断，主要应用于水坝和隧道的检测中。

电场技术：德国TEXPLOR公司基于传统电阻率方法开发的新型渗漏探测技术，通过对地下工程发生渗漏时水中微弱离子的运动进行高灵敏度量测，从而探测复杂地下结构的渗漏情况。在渗漏情况下，即便是轻微的渗漏，也会由于水离子的运动，产生整个地层电场的变化，对于此变化，通过多通道多传感器高精度量测系统，可以把握电场异常的位置，从而探得渗漏点。

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渗漏检测技术的发展趋势主要是向着无损化和智能化方向发展，红外法具有无损，探测面积大，分辨率高，无需预埋传感器等特点逐渐成为工程渗漏检测的主流方法，但单一的检测方法往往不能满足现场检测需求。随着检测技术的改进，检测设备的智能化，各类检测方法互补集成，与人工智能相结合的自动识别、精确缺陷尺寸与位置的定量检测、形成综合检测平台将成为行业未来的发展方向。

《政府工作报告》提出“实施城市更新行动”，将其作为着力扩大国内需求的工作重点之一。老旧小区改造是提升人民群众获得感的重要工作，也是实施城市更新行动的重要内容。城市更新既要建好“面子”，更要做实“里子”，就既有建筑而言，“面子”是建筑的外貌，而住得舒适则是“里子”，这个更加关乎居民的生活品质。城市更新工作不仅要在城市风貌、建筑外观等方面下功夫，还要坚持以人为本、质量为先、安全为基，“更新”的城市，更美的生活。

作者：林均榕